常用设计模式汇总

一、单例模式

1、类图

 2、时序图

3、实现代码：

package com.example.pattern.Singleton; public class Singleton {     private static Singleton instance;     private Singleton (){}     // 0、原始写法     // 这段代码简单明了，而且使用了懒加载模式，     //但是却存在致命的问题。当有多个线程并行调用 getInstance() 的时候，就会创建多个实例。     //也就是说在多线程下不能正常工作。     public static Singleton getInstance() {         // if 判断与 new 对象 不是原子操作 导致线程安全         if (instance == null) {             instance = new Singleton();         }         return instance;     }     // 1、懒汉式，线程安全     // 最简单的方法是将整个 getInstance() 方法设为同步（synchronized）     // 虽然做到了线程安全，并且解决了多实例的问题，但是它并不高效。     //因为在任何时候只能有一个线程调用 getInstance() 方法。     public static synchronized Singleton getInstanceForThreadSafe() {         if (instance == null) {             instance = new Singleton();         }         return instance;     }     // 2、双重检验锁（double checked locking） DCL     //是一种使用同步块加锁的方法。程序员称其为双重检查锁，因为会有两次检查 instance == null，     //一次是在同步块外，一次是在同步块内。为什么在同步块内还要再检验一次？因为可能会有多个线程一起进入同步块外的 if，     private volatile static Singleton instanceDCL; //声明成 volatile     public static Singleton getSingleton() {         if (instanceDCL == null) { // 多个线程执行到此处       //Single Checked             synchronized (Singleton.class) {                 if (instanceDCL == null) {                 //Double Checked //                    这里也有问题：主要在于instance = new Singleton()这句， //                    这并非是一个原子操作，事实上在 JVM 中这句话大概做了下面 3 件事情。 //                    1、给 instance 分配内存 //                    2、调用 Singleton 的构造函数来初始化成员变量 //                    3、将instance对象指向分配的内存空间（执行完这步 instance 就为非 null 了） //                    但是在 JVM 的即时编译器中存在指令重排序的优化。也就是说上面的第二步和第三步的顺序是不能保证的， //                    最终的执行顺序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2。如果是后者，则在 3 执行完毕、2 未执行之前，被线程二抢占了， //                    这时 instance 已经是非 null 了（但却没有初始化），所以线程二会直接返回 instance，然后使用，然后顺理成章地报错。 //                    只需要将 instance 变量声明成 volatile 就可以了。                     instanceDCL = new Singleton();                 }             }         }         return instanceDCL ;     }     // 3、饿汉式 static final field     // 单例的实例被声明成 static 和 final 变量了，在第一次加载类到内存中时就会初始化，所以创建实例本身是线程安全的。     //类加载时就初始化 //    单例会在加载类后一开始就被初始化，即使客户端没有调用 getInstance()方法。 //    饿汉式的创建方式在一些场景中将无法使用：譬如 Singleton 实例的创建是依赖参数或者配置文件的， //    在 getInstance() 之前必须调用某个方法设置参数给它，那样这种单例写法就无法使用了。     private static final Singleton instanceStatic = new Singleton();     public static Singleton getInstanceStatic(){         return instanceStatic;     }     // 4、静态内部类 static nested class     // 使用JVM本身机制保证了线程安全问题；由于 SingletonHolder 是私有的，    // 除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它是懒汉式的；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷     private static class SingletonHolder {         private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();     }     public static final Singleton getInstanceClass() {         return SingletonHolder.INSTANCE;     }     // 5、枚举 Enum     // 一般来说，单例模式有五种写法：懒汉、饿汉、双重检验锁、静态内部类、枚举。 //    一般情况下直接使用饿汉式就好了，如果明确要求要懒加载（lazy initialization）会倾向于使用静态内部类， //    如果涉及到反序列化创建对象时会试着使用枚举的方式来实现单例。 }

  4、测试类：

package com.example.pattern.Singleton; import org.junit.Test; import java.util.HashMap; import java.util.HashSet; /**  * 单例模式不同实现方式的测试类  */ public class SingletonTest {     final static Integer ThreadCount = 10;     HashMap<String,Singleton> singletonHashMap = new HashMap<>();     @Test     public void test(){         Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();         Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();         System.out.println(singleton1);         System.out.println(singleton2);         System.out.println(singleton1==singleton2);     }     // 0、原始写法 存在线程安全     @Test     public void testTheadSafe() throws InterruptedException {         Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 Singleton singleton = Singleton.getInstance();                 System.out.println(singleton);             }         });         Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 Singleton singleton = Singleton.getInstance();                 System.out.println(singleton);             }         });         thread1.start();         thread2.start();         thread1.join();         thread2.join();     }     // 1、懒汉式，线程安全解决     @Test     public void testTheadSafeResolve() throws InterruptedException {         for (int i=0; i< ThreadCount; i++){             Thread thread = new Thread(new Runnable() {                 @Override                 public void run() {                     Singleton singleton = Singleton.getInstanceForThreadSafe();                     System.out.println(singleton);                     singletonHashMap.put(Thread.currentThread().getName(),singleton);                 }             },"ThreadId="+Thread.currentThread().getName());             thread.start();             thread.join();         }         HashSet hashSet = new HashSet(singletonHashMap.values());         if (hashSet.size() != singletonHashMap.values().size() ){             System.err.println("存在重复的单例对象");         }else {             System.out.println("不存在重复的单例对象");         }     }     // 2、双重检验锁（double checked locking） DCL     @Test     public void testDCL() throws InterruptedException {         for (int i=0; i< ThreadCount; i++){             Thread thread = new Thread(new Runnable() {                 @Override                 public void run() {                     Singleton singleton = Singleton.getSingleton();                     System.out.println(singleton);                     singletonHashMap.put(Thread.currentThread().getName(),singleton);                 }             },"ThreadId="+Thread.currentThread().getName());             thread.start();             thread.join();         }         HashSet hashSet = new HashSet(singletonHashMap.values());         if (hashSet.size() != singletonHashMap.values().size() ){             System.err.println("存在重复的单例对象");         }else {             System.out.println("不存在重复的单例对象");         }     }     // 3、饿汉式 static final field     @Test     public void testStatic() throws InterruptedException {         for (int i=0; i< ThreadCount; i++){             Thread thread = new Thread(new Runnable() {                 @Override                 public void run() {                     Singleton singleton = Singleton.getInstanceStatic();                     System.out.println(singleton);                     singletonHashMap.put(Thread.currentThread().getName(),singleton);                 }             },"ThreadId="+Thread.currentThread().getName());             thread.start();             thread.join();         }         HashSet hashSet = new HashSet(singletonHashMap.values());         if (hashSet.size() != singletonHashMap.values().size() ){             System.err.println("存在重复的单例对象");         }else {             System.out.println("不存在重复的单例对象");         }     }     // 4、静态内部类 static nested class     @Test     public void testStaticClass() throws InterruptedException {         for (int i=0; i< ThreadCount; i++){             Thread thread = new Thread(new Runnable() {                 @Override                 public void run() {                     Singleton singleton = Singleton.getInstanceClass();                     System.out.println(singleton);                     singletonHashMap.put(Thread.currentThread().getName(),singleton);                 }             },"ThreadId="+Thread.currentThread().getName());             thread.start();             thread.join();         }         HashSet hashSet = new HashSet(singletonHashMap.values());         if (hashSet.size() != singletonHashMap.values().size() ){             System.err.println("存在重复的单例对象");         }else {             System.out.println("【不存在重复的单例对象】");         }     } }

二、代理模式

1、类图

2、时序图

 3、代码实现

//抽象主题 public interface Subject {     void request(); }

//真实主题 public class RealSubject implements Subject {     public void request() {         System.out.println("访问真实主题方法...");     } }

//代理对象 public class Proxy implements Subject {     private RealSubject realSubject;     public Proxy(RealSubject realSubject) {         this.realSubject = realSubject;     }     public void request() {         preRequest();         realSubject.request();         afterRequest();     }     public void preRequest() {         System.out.println("访问真实主题之前的预处理。");     }     public void afterRequest() {         System.out.println("访问真实主题之后的后续处理。");     } }

4、测试类

public class ProxyPattern {     public static void main(String[] args) {         RealSubject realSubject = new RealSubject();         Proxy proxy = new Proxy(realSubject);         proxy.request();     } }