社区微信群开通啦，扫一扫抢先加入社区官方微信群
社区微信群
https://github.com/CyC2018/Interview-Notebook
一、概述
二、单例模式
三、简单工厂
四、工厂方法模式
五、抽象工厂模式
参考资料
设计模式不是代码，而是解决问题的方案，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。
确保一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点。
使用一个私有构造函数、一个私有静态变量以及一个公有静态函数来实现。
私有构造函数保证了不能通过构造函数来创建对象实例，只能通过公有静态函数返回唯一的私有静态变量。
以下实现中，私有静态变量 uniqueInstance 被延迟化实例化，这样做的好处是，如果没有用到该类，那么就不会实例化 uniqueInstance，从而节约资源。
这个实现在多线程环境下是不安全的，如果多个线程能够同时进入 if(uniqueInstance == null) ，那么就会多次实例化 uniqueInstance。
public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getUniqueInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}只需要对 getUniqueInstance() 方法加锁，那么在一个时间点只能有一个线程能够进入该方法，从而避免了对 uniqueInstance 进行多次实例化的问题。
但是这样有一个问题，就是当一个线程进入该方法之后，其它线程试图进入该方法都必须等待，因此性能上有一定的损耗。
public static synchronized Singleton getUniqueInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}线程不安全问题主要是由于 uniqueInstance 被实例化了多次，如果 uniqueInstance 采用直接实例化的话，就不会被实例化多次，也就不会产生线程不安全问题。但是直接实例化的方式也丢失了延迟实例化带来的节约资源的优势。
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();uniqueInstance 只需要被实例化一次，之后就可以直接使用了。加锁操作只需要对实例化那部分的代码进行。也就是说，只有当 uniqueInstance 没有被实例化时，才需要进行加锁。
双重校验锁先判断 uniqueInstance 是否已经被初始化了，如果没有被实例化，那么才对实例化语句进行加锁。
public class Singleton {
private volatile static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getUniqueInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}考虑下面的实现，也就是只使用了一个 if 语句。在 uniqueInstance == null 的情况下，如果两个线程同时执行 if 语句，那么两个线程就会同时进入 if 语句块内。虽然在 if 语句块内有加锁操作，但是两个线程都会执行 uniqueInstance = new Singleton(); 这条语句，只是早晚的问题，也就是说会进行两次实例化，从而产生了两个实例。因此必须使用双重校验锁，也就是需要使用两个 if 判断。
if (uniqueInstance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
}uniqueInstance 采用 volatile 关键字修饰也是很有必要的。
uniqueInstance = new Singleton(); 这段代码其实是分为三步执行。
但是由于 JVM 具有指令重排的特性，有可能执行顺序变为了 1>3>2，这在单线程情况下自然是没有问题。但如果是多线程就有可能 B 线程获得是一个还没有被初始化的对象以致于程序出错。
所以使用 volatile 修饰的目的是禁止 JVM 的指令重排，保证在多线程环境下也能正常运行。
在创建一个对象时不向客户暴露内部细节；
简单工厂不是设计模式，更像是一种编程习惯。它把实例化的操作单独放到一个类中，这个类就成为简单工厂类，让简单工厂类来决定应该用哪个子类来实例化。
这样做能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类。因为客户类往往有多个，如果不使用简单工厂，所有的客户类都要知道所有子类的细节。而且一旦子类发生改变，例如增加子类，那么所有的客户类都要进行修改。
如果存在下面这种代码，就需要使用简单工厂将对象实例化的部分放到简单工厂中。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
int type = 1;
Product product;
if (type == 1) {
product = new ConcreteProduct1();
} else if (type == 2) {
product = new ConcreteProduct2();
} else {
product = new ConcreteProduct();
}
}
}public interface Product {
}public class ConcreteProduct implements Product {
}public class ConcreteProduct1 implements Product {
}public class ConcreteProduct2 implements Product {
}public class SimpleFactory {
public Product createProduct(int type) {
if (type == 1) {
return new ConcreteProduct1();
} else if (type == 2) {
return new ConcreteProduct2();
}
return new ConcreteProduct();
}
}public class Client {
public static void main(String[] args) {
SimpleFactory simpleFactory = new SimpleFactory();
Product product = simpleFactory.createProduct(1);
}
}定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化哪个类。工厂方法把实例化推迟到子类。
在简单工厂中，创建对象的是另一个类，而在工厂方法中，是由子类来创建对象。
下图中，Factory 有一个 doSomethind() 方法，这个方法需要用到一组产品对象，这组产品对象由 factoryMethod() 方法创建。该方法是抽象的，需要由子类去实现。
public abstract class Factory {
abstract public Product factoryMethod();
public void doSomething() {
Product product = factoryMethod();
// do something with the product
}
}public class ConcreteFactory extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct();
}
}public class ConcreteFactory1 extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct1();
}
}public class ConcreteFactory2 extends Factory {
public Product factoryMethod() {
return new ConcreteProduct2();
}
}提供一个接口，用于创建 相关的对象家族 。
抽象工厂模式创建的是对象家族，也就是很多对象而不是一个对象，并且这些对象是相关的，也就是说必须一起创建出来。而工厂模式只是用于创建一个对象，这和抽象工厂模式有很大不同。
抽象工厂模式用到了工厂模式来创建单一对象，AbstractFactory 中的 createProductA 和 createProductB 方法都是让子类来实现，这两个方法单独来看就是在创建一个对象，这符合工厂模式的定义。
至于创建对象的家族这一概念是在 Client 体现，Client 要通过 AbstractFactory 同时调用两个方法来创建出两个对象，在这里这两个对象就有很大的相关性，Client 需要同时创建出这两个对象。
从高层次来看，抽象工厂使用了组合，即 Cilent 组合了 AbstractFactory，而工厂模式使用了继承。
public class AbstractProductA {
}public class AbstractProductB {
}public class ProductA1 extends AbstractProductA {
}public class ProductA2 extends AbstractProductA {
}public class ProductB1 extends AbstractProductB {
}public class ProductB2 extends AbstractProductB {
}public abstract class AbstractFactory {
abstract AbstractProductA createProductA();
abstract AbstractProductB createProductB();
}public class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory {
AbstractProductA createProductA() {
return new ProductA1();
}
AbstractProductB createProductB() {
return new ProductB1();
}
}public class ConcreteFactory2 extends AbstractFactory {
AbstractProductA createProductA() {
return new ProductA2();
}
AbstractProductB createProductB() {
return new ProductB2();
}
}public class Client {
public static void main(String[] args) {
AbstractFactory abstractFactory = new ConcreteFactory1();
AbstractProductA productA = abstractFactory.createProductA();
abstractFactory = new ConcreteFactory2();
productA = abstractFactory.createProductA();
}
}
如果觉得我的文章对您有用，请随意打赏。你的支持将鼓励我继续创作！
