设计模式简介（转）

一 设计模式简介

　　设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 

二 设计模式分类

总体来说设计模式分为三类

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

意义：创建对象时，不再直接实例化对象，而是根据特定场景，有程序确定创建对象的方式，从而保证更大的性能、更好的性能优势。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

意义：用于帮助将多个对象组织成更大的结构。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

其实还有两类：并发型模式和线程池模式。

意义：用于帮助系统间各对象的通信，如何控制复杂系统的流程。

 三 设计模式的六大原则

1 单一职责原则：不要存在多于一个导致类变更的原因，即一个类只需实现一项职责，主要可以实现高内聚、低耦合。

2 开放封闭原则：对于扩展是开放的，对于修改是关闭的。（目的）

3 里氏替换原则：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。（实现）

4 依赖倒置原则：高层次的模块、低层次的模块与具体实现都应该依赖于抽象，也可以说应该依赖于接口编程。（方法）

5 接口隔离原则：接口应该只处理一类定制的方法。

6 迪米特法则：又叫最少知道原则，就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,也可以说一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道得最少。

四 单例模式介绍

1 单例模式概念：单例模式确保某一个类有且仅有有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。

2 常见实现方法：

1. 懒汉式，线程不安全
2. 懒汉式，线程安全
3. 饿汉式
4. 饿汉式，变种
5. 静态内部类
6. 双重检验锁
7. 登记式

1）懒汉式，线程不安全，代码如下：

public classSingleton {

　　private static Singleton instance;

　　private Singleton() {

　　}

　　public static Singleton getInstance(){

　　　　if (instance == null) {

　　　　instance = new Singleton();

　　}

　　return instance;

}

}

上述代码很简单，但是是线程不安全的，多线程情况下不能正常工作，会创建多个实例。

 

 

2）懒汉式，线程安全，代码如下：

public classSingleton {

　　private static Singleton instance;

　　private Singleton(){

　　}

　　public static synchronized Singleton getInstance() {//同步锁

　　　　if (instance== null) {#1

　　　　instance = new Singleton();#2

　　}

　　return instance;#3

　　}

}

当系统有两个线程线程1和线程2，两线程到达#1前，若线程1（或线程2）抢到锁，执行#2，#3后释放锁，若线程2（或线程1）抢到锁，会执行#2，由于instance为静态类变量，此时的instance已由线程1实例化了，因此线程2没有执行#2，因此系统只有一个实例化对象。所以该代码是线程安全的。缺点：尽管该代码是线程安全的，能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是效率低，99%情况下不需要加锁、解锁的同步操作。

 

3）饿汉式，代码如下：

public class Singleton {

   private static Singleton instance = new Singleton();

   private Singleton (){

   }

    public static Singleton getInstance() {

   　　return instance;

   }

}

上述代码在类一加载便实例化instance，因此称为饿汉式

4）饿汉式，变种，代码如下：

public class Singleton { 

　　private Singleton instance = null; 

　　static {

　　　　instance = new Singleton(); 

　　}

　　private Singleton (){} 

　　public static Singleton getInstance() { 

　　　　return this.instance; 

} 

}

上述代码是3）的变种，其实是一样的。

 

 

5）静态内部类，代码如下：

public class Singleton {

　　private static class SingletonHolder {

　　private static final Singleton INSTANCE = newSingleton();

　　}

　　private Singleton (){}

　　public static final Singleton getInstance(){

　　　　return SingletonHolder.INSTANCE;

 }

}

相对于第三种方式，这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显式通过调用getInstance方法时，才会显式装载SingletonHolder类，从而实例化instance。例如，如果实例化instance很消耗资源，我想让其延迟加载，另一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。

 

6）双重校验锁：“双重检查加锁”的方式可以既实现线程安全，又能够使性能不受到很大的影响。

所谓双重检查加锁机制指的是：并不是每次进getInstance方法都需要同步，而是先不同步，进入方法过后，先检查实例是否存在，如果不存在才进入下面的同步块，这是第一重检查。进入同步块后，再次检查实例是否存在，如果不存在，就在同步的情况下创建一个实例，这是第二重检查。这样一来，就只需要同步一次了，从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。

重检查加锁机制的实现会使用一个关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量。（对于volatile修饰的变量，系统内的线程所有的write都将先行发生于read）

说明：由于volatile关键字可能会屏蔽掉虚拟机中的一些必要的代码优化，所以运行效率并不是很高。因此一般建议，没有特别的需要，不要使用。也就是说，虽然可以使用“双重检查加锁”机制来实现线程安全的单例，但并不建议大量采用，可以根据情况来选用。

public class Singleton {

　　private volatile static Singleton singleton;

　　private Singleton (){}

　　public static Singleton  getInstance() { 

　　　　if (singleton == null) {#2

　　　　synchronized (Singleton.class) {

　　　　　　if (singleton == null) { 

　　　　　　singleton = new Singleton(); 

　　　　　　} 

　　　　} 

　　　　}  
　　return singleton; 

　　} 

} 

注：很显然上述代码是线程安全的，然而细心的朋友可以发现，如果把去掉第一重判断#2，此时的代码也是线程安全的，与单例第二种实现方式没有本质的区别，那么为什么加上#2呢，好处有：提高代码运行效率，当线程1实例了singleton后，此时线程2判断singleton不为空，那么synchronized同步代码并需要执行，因为加锁、解锁很大的影响系统性能，尽量少用。

7）登记式，可继承：

细心的朋友可以看出懒汉式或者恶汉式的单例模式并不能被继承，并没有体现面向对象的优势，看到网上有博友实现的登记式代码很长很繁琐，因此贴出相对简洁的可继承的登记式单例模式的代码是很有必要的，我也是才学习到，是腾讯大神分享给我的。

下面代码是Google公司自己写的代码，不愧是牛逼公司，代码简洁，代码如下：

public abstract class Singleton<T> {

private T mInstance;

    protected abstract T create();

    public final T get() {

        synchronized (this) {

            if (mInstance == null) {

                mInstance = create();

            }

            return mInstance;

        }

    }

}

 

由于静态类是需要继承才能实现起内部方法，是不是so easy！

如何继承呢？

 

public class AManager {

　　private static final Singleton<AManager> sInstance = new Singleton<AManager>()

　　@Override

　　protected AManager create() {

　　　　return new AManager();

　　}

};

　　public static AManager getInstance(){

　　　　return sInstance.get();

　　}

　　private AManager(){

　　　　System.out.println("AManager created!");

　　}
}

参考：http://www.cnblogs.com/maowang1991/archive/2013/04/15/3023236.html

　　   http://blog.csdn.net/u014539776/article/details/50775470