设计模式在我们学习完java基础之后,应该都学习过,那时候觉的为什么要把很简单的东西搞得那么复杂。我所理解的“简单”就是一把钥匙开一把锁的模式,目的仅仅是着眼于解决现在的问题,而设计模式的“复杂”就在于它是要构造一个“万能钥匙”,目的是提出一种对所有锁的开锁方案。后来随着软件开发经验的增加才开始明白我们所看到的“复杂”恰恰就是设计模式的精髓所在。
工作好几年后,突然发觉已经好多年没有自己在项目代码中写设计模式的代码,因为目前项目都是框架化的东西,spring已经把很多设计模式封装好,例如 单例模式、工厂模式、代理模式、适配器模式等,普通程序员只需要按照spring的api调用即可,根本不需要去关注内部是怎样实现的。今天就来重新的回味一下设计模式。
在真正理解设计模式之前我一直在编写“简单”的代码.
这个“简单”不是功能的简单,而是设计的简单。简单的设计意味着缺少灵活性,代码很钢硬,只在这个项目里有用,拿到其它的项目中就是垃圾,我将其称之为“一次性代码”。
设计原则:(重要)
1.
逻辑代码独立到单独的方法中,注重封装性--易读,易复用。
不要在一个方法中,写下上百行的逻辑代码。把各小逻辑代码独立出来,写于其它方法中,易读其可重复调用。
2.
写类,写方法,写功能时,应考虑其移植性,复用性:防止一次性代码!
是否可以拿到其它同类事物中应该?是否可以拿到其它系统中应该?
3.
熟练运用继承的思想:
找出应用中相同之处,且不容易发生变化的东西,把它们抽取到抽象类中,让子类去继承它们;
继承的思想,也方便将自己的逻辑建立于别人的成果之上。如ImageField extends JTextField;
熟练运用接口的思想:
找出应用中可能需要变化之处,把它们独立出来,不要和那些不需要变化的代码混在一起。
设计模式中最简单的单例模式,下面是单例模式:
1 单例模式
单态模式与共享模式的区别:
单态模式与共享模式都是让类的实例是唯一的。
但单态模式的实现方式是:
在类的内部.即在构造方法中,或静态的getInstace方法中,进行判断,若实例存在,则直接返回,不进行创建;
共享模式的实现方式是:
每次要用到此实例时,先去此hashtable中获取,若获取为空,则生成实例,且将类的实例放在一人hashtable中,若获取不为空,则直接用此实例。
1.1、懒汉式,线程不安全
是否 Lazy 初始化:是
是否多线程安全:否
实现难度:易
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。
代码实例:
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
1.2、懒汉式,线程安全
是否 Lazy 初始化:是
是否多线程安全:是
实现难度:易
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)。
代码实例:
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
1.3、饿汉式
是否 Lazy 初始化:否
是否多线程安全:是
实现难度:易
描述:这种方式比较常用,但容易产生垃圾对象。
优点:没有加锁,执行效率会提高。
缺点:类加载时就初始化,浪费内存。
它基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题,不过,instance 在类装载时就实例化,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
代码实例:
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
2.工厂模式
工厂模式(Factory Pattern)是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
主要解决:主要解决接口选择的问题。
何时使用:我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决:让其子类实现工厂接口,返回的也是一个抽象的产品。
关键代码:创建过程在其子类执行。
应用实例: 1、您需要一辆汽车,可以直接从工厂里面提货,而不用去管这辆汽车是怎么做出来的,以及这个汽车里面的具体实现。 2、Hibernate 换数据库只需换方言和驱动就可以。
优点: 1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。 2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。 3、屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。
缺点:每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖。这并不是什么好事。
使用场景: 1、日志记录器:记录可能记录到本地硬盘、系统事件、远程服务器等,用户可以选择记录日志到什么地方。 2、数据库访问,当用户不知道最后系统采用哪一类数据库,以及数据库可能有变化时。 3、设计一个连接服务器的框架,需要三个协议,"POP3"、"IMAP"、"HTTP",可以把这三个作为产品类,共同实现一个接口。
步骤 1
创建一个接口。
Shape.java
public interface Shape {
void draw();
}
步骤 2
创建实现接口的实体类。
Rectangle.java
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
Square.java
public class Square implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}
Circle.java
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
步骤 3
创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象。
ShapeFactory.java
public class ShapeFactory {
//使用 getShape 方法获取形状类型的对象
public Shape getShape(String shapeType){
if(shapeType == null){
return null;
}
if(shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")){
return new Circle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")){
return new Rectangle();
} else if(shapeType.equalsIgnoreCase("SQUARE")){
return new Square();
}
return null;
}
}
步骤 4
使用该工厂,通过传递类型信息来获取实体类的对象。
FactoryPatternDemo.java
public class FactoryPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
//获取 Circle 的对象,并调用它的 draw 方法
Shape shape1 = shapeFactory.getShape("CIRCLE");
//调用 Circle 的 draw 方法
shape1.draw();
//获取 Rectangle 的对象,并调用它的 draw 方法
Shape shape2 = shapeFactory.getShape("RECTANGLE");
//调用 Rectangle 的 draw 方法
shape2.draw();
//获取 Square 的对象,并调用它的 draw 方法
Shape shape3 = shapeFactory.getShape("SQUARE");
//调用 Square 的 draw 方法
shape3.draw();
}
}
设计模式中 单例模式、工厂模式 是最简单的2种模式,在这先讲解一下这2种模式,后期会更新其他常用的模式。