day1820211223

湖南

设计模式之单例设计模式

1.设计模式(Desin pattern)

代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。
JAVA一共有23种设计模式,我们今天首先来学其中一种:单例设计模式

2.单例设计模式

单例模式可以说是大多数开发人员在实际中使用最多的，常见的Spring默认创建的bean就是单例模式的。
单例模式有很多好处，比如可节约系统内存空间，控制资源的使用。
其中单例模式最重要的是确保对象只有一个。
简单来说，保证一个类在内存中的对象就一个。
RunTime就是典型的单例设计，我们通过对RunTime类的分析，一窥究竟。

3.RunTime单例设计源码剖析

 /**
 * Every Java application has a single instance of class
 * <code>Runtime</code> that allows the application to interface with
 * the environment in which the application is running. The current
 * runtime can be obtained from the <code>getRuntime</code> method.
 * <p>
 * An application cannot create its own instance of this class.
 *
 * @author  unascribed
 * @see     java.lang.Runtime#getRuntime()
 * @since   JDK1.0
 */
public class Runtime {
	//2.创建静态的全局唯一的对象
	private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

	//1.私有化构造方法,不让外部来调用
    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}
    
	//3.通过自定义的静态方法获取实例
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
}
}

通过分析,底层的实现思路一共分为了3个步骤:

• 对本类构造方法私有化,防止外部调用构造方法创建对象
• 创建全局唯一的对象,也做私有化处理
• 通过自定义的公共方法创建好的对象返回(类似封装属性后的getXxx())

4.练习:单例设计模式1-饿汉式实现方式

创建包:cn.tedu.design
创建类:Singleton1.java

package cn.tedu.design;
/*本类用于实现单例设计模式实现方案1:饿汉式*/
public class Singleton1 {
    public static void main(String[] args) {
        //5.在main()中，不通过对象，直接通过类名，调用静态方法
        MySingle single1 = MySingle.getSingle();
        MySingle single2 = MySingle.getSingle();
        //6.用==检验是否是同一个对象
        System.out.println(single1 == single2);//true
        System.out.println(single1);
        System.out.println(single2);
    }
}
//0.创建自己的单例程序
class MySingle{
    //1.提供构造方法，并将构造方法私有化
    /*1.构造方法私有化的目的:为了防止外界随意创建本类对象*/
    private MySingle(){ }

    //2.创建本类对象，并将对象也私有化
    //4.2由于静态资源只能调用静态资源，所以single对象也需要设置成静态
    private static MySingle single = new MySingle();

    //3.提供公共的访问方式，返回创建好的对象
    //4.1为了不通过对象，直接调用本方法，需要将本方法设置为静态
    public static MySingle getSingle(){
        return single;
    }
}

5.单例设计模式2-懒汉式实现方式

创建包:cn.tedu.design
创建类:Singleton2.java

package cn.tedu.design;
/*本类用于实现单例设计模式优化实现方案2:懒汉式
* 关于单例设计模式的两种实现方式：
* 1.饿汉式：不管你用不用这个类的对象，都会直接先创建一个
* 2.懒汉式：先不给创建这个类的对象，等你需要的时候再创建--延迟加载的思想
* 延迟加载的思想：是指不会在第一时间就把对象创建好占用内存
*               而是什么时候用到，什么时候再去创建对象
* 3.线程安全问题：由于我们存在唯一的对象single2,并且多条语句都操作了这个变量
*   如果将程序放到多线程的环境下，就容易出现数据安全的问题，所以解决方案：
*   1) 将3条语句都使用同步代码块包裹，保证同步排队的效果
*   2) 由于getSingle2()只有这3条语句，所以也可以将本方法设置为同步方法*/
public class Singleton2 {
    public static void main(String[] args) {
        //5.调用方法查看结果
        MySingle2 single1 = MySingle2.getSingle2();
        MySingle2 single2 = MySingle2.getSingle2();
        System.out.println(single1 == single2);
        System.out.println(single1);
        System.out.println(single2);
    }
}
//0.创建自己的单例程序
class MySingle2{
    //6.2创建一个静态的唯一的锁对象
    static Object o = new Object();
    //1.私有化本类的构造方法
    private MySingle2(){ }
    //2.创建的是本类对象的引用类型变量，用来保存对象的地址值，默认值是null
    private static MySingle2 single2 ;
    //3.提供公共的get方法
    synchronized public static MySingle2 getSingle2(){
        //4.判断之前是否创建过对象，之前创建过就直接走return
        //之前如果没有创建过，才走if，创建对象并将对象返回
        //6.有共享数据+多条语句操作数据，所以尽量提前处理，避免多线程数据安全隐患
        //6.1 解决方案1：加同步代码块
        //6.2 解决方案2：将本方法getSingle2()设置为同步方法
        //因为这个方法里所有的语句都需要同步
        synchronized (o) {//静态方法中使用的锁对象也得是静态的
            if (single2 == null) {//single2还是默认值，说明之前没有创建过对象
                single2 = new MySingle2();//没创建过才创建，并赋值给single2
            }
            return single2;
        }
    }
}

注解与自定义注解

1.注解

注解很厉害，它可以增强我们的java代码，同时利用反射技术可以扩充实现很多功能。它们被广泛应用于三大框架底层。
传统我们通过xml文本文件声明方式(如下图,但是XML比较繁琐且不易检查)，而现在最主流的开发都是基于注解方式，代码量少，框架可以根据注解去自动生成很多代码，从而减少代码量，程序更易读。例如最火爆的SpringBoot就完全基于注解技术实现。

注解设计非常精巧，初学时觉得很另类甚至多余，甚至垃圾。有了java代码干嘛还要有@注解呢？但熟练之后你会赞叹，它竟然可以超越java代码的功能，让java代码瞬间变得强大。大家慢慢体会吧。

2.注解的分类

注解一共分为3大类,我们先来认识一下:

• JDK自带注解
• 元注解
• 自定义注解

2.1JDK注解

JDK注解的注解,就5个:

@Override :用来标识重写方法

@Deprecated标记就表明这个方法已经过时了，但我就要用，别提示我过期
@SuppressWarnings(“deprecation”) 忽略警告
@SafeVarargs jdk1.7出现，堆污染，不常用
@FunctionallInterface jdk1.8出现，配合函数式编程拉姆达表达式，不常用

2.2元注解

用来描述注解的注解,就5个:

@Target 注解用在哪里：类上、方法上、属性上等等
@Retention 注解的生命周期：源文件中、字节码文件中、运行中

@Inherited 允许子注解继承
@Documented 生成javadoc时会包含注解，不常用
@Repeatable注解为可重复类型注解，可以在同一个地方多次使用，不常用

2.2.1@Target ElementType…

描述注解存在的位置:

ElementType.TYPE 应用于类的元素
ElementType.METHOD 应用于方法级
ElementType.FIELD 应用于字段或属性(成员变量)
ElementType.ANNOTATION_TYPE 应用于注解类型
ElementType.CONSTRUCTOR 应用于构造函数
ElementType.LOCAL_VARIABLE 应用于局部变量
ElementType.PACKAGE 应用于包声明
ElementType.PARAMETER 应用于方法的参数

2.2.2@Retention RetentionPolicy…

该注解定义了自定义注解被保留的时间长短,比如某些注解仅出现在源代码中，而被编译器丢弃；而另一些却被编译在class文件中； 编译在class文件中的注解可能会被虚拟机忽略，而另一些在class被装载时将被读取。

为何要分字节码文件中有还是没有呢？如果没有时，反射技术就拿不到，从而就无法去识别处理。它的值一共3种:

SOURCE 在源文件中有效（即源文件保留）
CLASS 在class文件中有效（即class保留）
RUNTIME 在运行时有效（即运行时保留）

3.自定义注解

注意：注解的语法写法和常规java的语法写法不同

创建包:cn.tedu.annotation
创建类:TestAnnotation.java

package cn.tedu.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/*本类用于完成自定义注解*/
public class TestAnnotation {
}
//2.通过@Target注解标记自定义注解的使用位置
/*3.通过元注解@Target规定自定义注解可以使用的位置
* 我们使用"ElementType.静态常量"的方式来指定自定义注解具体可以加在什么位置
* 而且，值可以写多个，格式:@Target({ElementType.XXX,ElementType.XXX}*/
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})//可以加在方法&类上
//3.通过@Retention注解标记自定义注解的生命周期
/*4.通过元注解@Retention规则自定义注解的生命周期
* 我们使用"RetentionPolicy.静态常量"的方式来指定自定义注解的生命周期
* 注意：值只能写一个：SOURCE CLASS RUNTIME 3选1 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//到运行时都有效
//1.定义自定义注解
/*1.首先注意：注解定义的语法与Java不同
* 2.定义自定义注解的格式：@interface 注解名*/
@interface Rice{
    //5.我们可以给注解进行功能增强--添加注解的属性
    /*5.注意：int age();不是方法的定义，而是给自定义注解添加了一个age属性*/
    //int age();//给自定义注解添加一个普通属性age,类型是int
    int age() default 0;//给自定义注解的普通属性赋予默认值0
    /*6.注解中还可以添加特殊属性value
    * 特殊属性的定义方式与普通属性一样，主要是使用方式不同
    * 注意：特殊属性的名字必须叫value,但是类型不做限制
    * 特殊属性也可以赋予默认值，格式与普通属性一样，不能简写
    * */
    //String value();//定义一个特殊属性value,类型是String
    String value() default "Lemon";//定义特殊属性并给特殊属性赋予默认值
}

//4.定义一个类用来测试自定义注解
//@Rice
class TestAnno{
    /*测试1：分别给TestAnno类 name属性 eat方法都添加Rice注解
    * 结论：属性上的注解报错了，说明自定义注解可以加在什么位置，由@Target决定*/
    //@Rice//报错了
    String name;
    /*测试2：当我们给Rice注解添加了一个age属性以后，@Rice注解使用时直接报错
    * 结论：当注解没有定义属性时，可以直接使用
    *      当注解定义了属性以后，必须给属性赋值，格式：@Rice(age = 10)*/
    /*测试3：给age属性赋予默认值以后，可以直接使用@Rice注解
    * 不需要给age属性赋值，因为age属性已经有默认值0了*/
    /*测试4：给Rice注解添加了特殊属性value以后，必须给属性赋值
    * 只不过特殊属性赋值时可以简写成 @Rice("Apple")
    * 测试5：如果特殊属性也赋予了默认值，那么可以直接使用这个注解
    * 如果要给注解的所有属性赋值，每条赋值都不能简写*/
    @Rice(age=10,value="orange")
    //@Rice("Apple")
    //@Rice(age = 10)
    //@Rice(10)//报错，不可以简写，普通属性没有这种格式
    public void eat(){
        System.out.println("干饭不积极，思想有问题");
    }
}