设计模式

设计模式
一、前言
设计模式是解决问题的方案，学习现有的设计模式可以做到经验复用。拥有设计模式词汇，在沟通时就能用更少的词汇来讨论，并且不需要了解底层细节。

二、创建型

1. 单例模式（Singleton）
   这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提 供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

意图： 保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决： 一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用： 当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。‘

如何解决： 判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码： 构造函数是私有的。

应用实例：

一个班级只有一个班主任。
Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。
优点：

在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
使用场景：

要求生产唯一序列号。
WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
单例模式的几种实现方式：

懒汉式，线程不安全

描述： 这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以**严格意义上它并不算单例模式 **。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。

public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {  
if (instance == null) {  
    instance = new Singleton();  
}  
return instance;  
}  

}

接下来介绍的几种实现方式都支持多线程，但是在性能上有所差异。

懒汉式，线程安全

描述： 这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点： 第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点： 必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}