【Java】设计模式之单例模式与工厂模式

1、设计模式概念及分类

简单来说设计模式是被广大程序员们总结并认可的编码套路，其中最常用的莫过于单例模式与工厂模式，而单例模式也有更加细的分类，一起来学习一下这些模式的用法和特点吧。

2、单例模式

一个类只能被实例化出来一个对象

2.1、饿汉式

无论如何，都会创建出来一个对象 思路： 在类中直接实例化一个用来返回的对象，再为外界提供一个获取该对象的方法 缺点：有可能造成空间浪费

代码解释：

/**

单例模式-饿汉式

*/

public class ClassA {

//唯一的、全局的、私有的、用来返回的对象实例

private static ClassA ca=new ClassA();

//方法：用来被外界调用，从而获取该类的唯一实例

//static：为了使外界直接通过类名调用该方法

public static ClassA getClassA(){

return ca;

1

}

//私有化构造：避免外界通过构造创建该类的对象

private ClassA(){

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

ClassA ca1=ClassA.getClassA();
ClassA ca2=ClassA.getClassA();
System.out.println(ca1==ca2);//true

}

相当于类加载，ca1和ca2都是类对象，为同一个对象，要与类的对象有所区分。

2.2、懒汉式

思路：只有当需要创建唯一实例时，才会在对应方法中进行实例化 使用synchronized来同步方法 缺点：同步方法效率太慢，线程效率低

代码解释：

/**

单例模式-懒汉式

*/

public class ClassB {

//声明用来返回的对象引用

private static ClassB cb=null;

//synchronized:避免线程安全问题

public synchronized static ClassB getClassB(){

if (cb==null){

1

//非空判断，避免重复创建

cb=new ClassB();

}

return cb;

}

//私有化构造

private ClassB(){

}

}

这里利用了synchronized来防止重复创建实例化对象：如果事先没有创建，那就新创建，不会浪费空间。

2.2.1、懒汉式进阶版

思路：在保证线程安全的基础上，最大程度提高线程效率 使用synchronized来同步代码块

代码演示：

/**

单例模式-懒汉式进阶版

*/

public class ClassB2 {

//声明用来返回的对象引用

private static ClassB2 cb=null;

//synchronized:避免线程安全问题

public static ClassB2 getClassB2(){

if (cb==null){

1

//非空判断，避免重复创建

synchronized (ClassB2.class){

        if (cb==null){

1

//二次校验，如果出现了线程安全问题，最大程度保证数据安全

cb=new ClassB2();

}

}

}

return cb;

}

//私有化构造

private ClassB2(){

}

}

同步代码块会使程序运行效率提升，因为此时只需时间片就可以执行此线程。

2.2.2、懒汉式之懒加载

思路：在懒汉式的基础上，将获取自己类实例的任务交给静态内部类完成

public class ClassC {

//声明用来返回的对象引用

private static ClassC cc=null;

//静态内部类：获取ClassC的唯一实例

private static class ClassC2{

1 //synchronized:避免线程安全问题

2 public static ClassC get(){

3

4

5  if (cc==null){

//非空判断，避免重复创建

synchronized (ClassC.class){

            if (cc==null){

1

//二次校验，如果出现了线程安全问题，最大程度保证数据安全

cc=new ClassC();

}

}

}

return cc;

}

}

public static ClassC getClassC(){

return  ClassC2.get();

1

}

//私有化构造

private ClassC(){

}

}

这种方式效果跟懒汉式的进阶类似，只不过是将加载交给了静态内部类，效率更高。

3、工厂模式

特点：

常用于框架 自身不再直接创建对象，交给 “工厂” 完成，需要对象时直接调用工厂的指定方法获取

步骤：

书写实体类，用来构建对象

书写.properties配置文件，存放工厂使用反射时需要的类信息

书写工厂类，创建对象

书写测试类

用一个实例演示：

3.1、书写实体类

public class Student {

private String name; private int age; private double score;

//此处省略getter与setter方法

public Student() {

}

public Student(String name, int age, double score) {

this.name = name;
this.age = age;
this.score = score;

}

@Override public String toString() {

return "Student{" +"name=" + name +  +", age=" + age +", score=" + score +};

}

}

3.2、新建配置文件.properties

右键项目名创建一个后缀名为.properties的配置文件

文件内容： 键（自定义）=值（类的全限定名） 例如：StudentClassName=com.bz.entity.Student

结构特点： 键不可重复 等号左右无双引号 整条语句不要存在多余空格 末尾无分号 一行只能有一个键值对

3.3、书写工厂类并创建对象

/**

工厂类

*/

public class MyFactory {

//书写获取Student实例的方法

//static：方便直接通过类名调用

public static Student getStudent(){

Student stu=null; try ( //创建字节输入流对象 FileInputStream fis = new FileInputStream("Factory.properties"); //添加缓冲流 BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis); ) {

//创建用来接收配置文件信息的Properties集合Properties p = new Properties();//通过load方法将配置文件读取值集合中p.load(bis);//获取全限定名String str= p.getProperty("StudentClassName");//获取类对象Class c = Class.forName(str);//利用无参构造构建类的对象stu=(Student) c.newInstance();

}catch (FileNotFoundException e){

System.out.println("文件路径不正确");

}catch (IOException e){

System.out.println("读取失败");

}catch (Exception e){

System.out.println("未知异常！");e.printStackTrace();

}

return stu;

}

}

3.4、对工厂类测试

public class TestMyFactory {

public static void main(String[] args) {

1//利用工厂获取学生对象

2 Student stu = MyFactory.getStudent();

3 stu.setName("张三");

4 stu.setAge(20);

5 stu.setScore(78);

6 System.out.println(stu);

}

}