Java设计模式系列（一）：单例模式&原型模式

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单例模式（Singleton）-4
原型模式（Prototype ）-5

单例模式（Singleton）-4

懒汉-线程不安全

public class LazySingleton {
    private static LazySingleton lazySingleton = null;

    private LazySingleton() {
    }

    /**
     * 线程不安全
     */
    public static LazySingleton getInstance() {
        if (lazySingleton == null) {
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }
}

加锁保证线程安全：在静态方法中直接加锁，并发性能不好。

public static LazySingleton getInstance(){
    synchronized (LazySingleton.class){
        if(lazySingleton==null){
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }
}

懒汉-线程安全-double check+volatile

提高并发性能

private volatile static LazySingleton lazySingleton = null;
public static LazySingleton getInstance(){
    if(lazySingleton==null){
        synchronized (LazySingleton.class){
            if(lazySingleton==null){
                lazySingleton = new LazySingleton();
            }
        }
    }
    return lazySingleton;
}

懒汉-线程安全-静态内部类

原理：静态内部类在使用时才加载，不过在加载静态内部类的过程中也会加载外部类，静态内部类有个初始化锁，且初始化只会执行一次，因此线程安全

public class LazyInnerSingleton {
    public static class InnerClass{
        private static LazyInnerSingleton lazyInnerSingleton = new LazyInnerSingleton();
    }
    
    private LazyInnerSingleton() {
    }
    
    public static LazyInnerSingleton getInstance(){
        return InnerClass.lazyInnerSingleton;
    }
}

饿汉-线程安全

立即加载

public class HangrySingleton {
    // final修饰后，在类加载的时候就完成赋值，之后不能改变
//    private final static HangrySingleton hangrySingleton = new HangrySingleton();

    // 静态代码块方式
    private final static HangrySingleton hangrySingleton;
    static {
        hangrySingleton = new HangrySingleton();
    }

    private HangrySingleton() {
    }

    public static HangrySingleton getInstance(){
        return hangrySingleton;
    }
}

原型模式（Prototype ）-5

用于创建重复的对象，同时又能保证性能。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。
实现Cloneable接口，需要重写clone()方法，克隆不调用构造器

使用案例

@Data
public class Pig implements Cloneable{
    public Pig(String name, Date birthday) {
        this();

        this.name = name;
        this.birthday = birthday;
    }

    public Pig() {
        System.out.println("对象初始化，步骤多，代价很大...");
    }

    private String name;
    private Date birthday;

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

test

@Test
public void test05() throws CloneNotSupportedException {
    Date date = new Date(0);
    Pig pigInit = new Pig("pig0",date);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Pig pigTemp = (Pig) pigInit.clone();
        pigTemp.setName("pig"+i);
        pigTemp.setBirthday(new Date());
        System.out.println(pigTemp);
    }
    System.out.println("保存初始值："+pigInit);
}

打印：

对象初始化，步骤多，代价很大...
Pig(name=pig0, birthday=Thu Jun 04 21:49:39 CST 2020)
...
Pig(name=pig8, birthday=Thu Jun 04 21:49:39 CST 2020)
Pig(name=pig9, birthday=Thu Jun 04 21:49:39 CST 2020)
保存初始值：Pig(name=pig0, birthday=Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970)

浅克隆引发的问题

默认浅克隆

浅拷贝引发的问题：
克隆后的对象，虽然对象地址不同，但是其属性是指向同一个引用

@Test
public void test06() throws CloneNotSupportedException {
    Date birth = new Date(0L);
    Pig pig0 = new Pig("佩奇",birth);
    Pig pig1 = (Pig) pig0.clone();

    System.out.println(pig0);
    System.out.println(pig1);

    // 修改引用类型的属性
    pig0.getBirthday().setTime(666666666666L);

    System.out.println(pig0);
    System.out.println(pig1);
}

打印：

对象初始化，步骤多，代价很大...
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@25f38edcPig{name='佩奇', birthday=Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970}
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@3eb07fd3Pig{name='佩奇', birthday=Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970}
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@25f38edcPig{name='佩奇', birthday=Sat Feb 16 09:11:06 CST 1991}
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@3eb07fd3Pig{name='佩奇', birthday=Sat Feb 16 09:11:06 CST 1991}

pig1的birthday也被修改了。这里需要将该字段变成深克隆

深克隆

在clone方法里对需要深克隆的属性单独克隆

 @Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Pig pig =  (Pig) super.clone();
    pig.birthday = (Date) pig.birthday.clone();
    return pig;
}

打印

对象初始化，步骤多，代价很大...
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@25f38edcPig{name='佩奇', birthday=Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970}
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@3eb07fd3Pig{name='佩奇', birthday=Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970}
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@25f38edcPig{name='佩奇', birthday=Sat Feb 16 09:11:06 CST 1991}
mxx.design.pattern.creational.prototype.Pig@3eb07fd3Pig{name='佩奇', birthday=Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970}

深克隆后，pig1的birthday没有被修改