黑马程序员———设计模式之——单例设计模式

本文深入探讨了单例设计模式的概念及其在解决数据库连接池多线程并发问题中的应用。介绍了单例模式的作用、存在的原因及其实现方法,并通过具体代码示例展示了如何利用同步和volatile关键字确保线程安全性。

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设计模式:

 1.     单例设计模式的作用:

         解决一个类在内存只存在一个对象。

 2.     单例设计模式的存在的原因:

         为了避免其他程序过多建立该类对象,先禁止其他程序建立该类对象。

         为了让其他程序可以访问到该类对象,只好在本类中,自定义一个对象。

         为了方便其它程序对自定义对象的访问,可以对外提供一些访问方法。

 3.    单例设计模式的实现方法:

           具体代码实现:

           将构造函数私有化

           在类中创建一个本类对象。

           提供一个方法可以获取到该对象。

3.     单例设计模式的实际应用:

      

为了解决数据库连接池多线高并发的问题 特应用单例高并发 处理代码如下

Java代码
     public class DBConnection{   
  1.  private DBConnection{}   
  2. /**   
  3. *数据库链接  
  4. */  
  5. private volatile static Connection conn=null;   
  6.   
  7. public static Connection getConnection(){   
  8.  if(conn==null){   
  9.    synchronized (PMSServerContext.class) {   
  10.    if(conn == null)   
  11.       conn = DBConnection.getImplementation().getConnection();   
  12.    }   
  13.  }   
  14. }   
  15. }  

在getConnection()的方法中首先判断实例是否被创建,如果没有被创建,首先使用同步代码块 synchronized,在同步代码块里面我们还要再次判断实例是否被创建。这是因为如果第二次没有检查,线程同时进入方法体他们都检测conn为null,不管哪个线程先占据同步锁创建实例对象,都不会影响例外一个线程创建实例对象,所以我们在同步代码块中第二次判读该对象是否已经被创建。

第二属性conn是被volatile修饰的,因为它具有 synchronized的可见性特点,也就是说线程能够自动发现volatile的最新值。这样,如果conn实例化成功,其他线程便立即发现。

 

单例设计模式补充

   单例的别一种实现方式,通过枚举实现, 前提:

   该枚举中有且只有一个实例对象。

 

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### TCP传输原理与实现 TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。其核心原理是通过建立端到端的连接,确保数据在不可靠的网络中能够可靠地传输。TCP 使用确认机制、流量控制、拥塞控制等机制来保障数据的完整性和有序性。 在 Java 中,TCP 通信可以通过 `Socket` 和 `ServerSocket` 类实现。客户端使用 `Socket` 连接到服务器,服务器端使用 `ServerSocket` 监听连接请求。通信过程中,数据通过输入流和输出流进行传输。 #### 客户端实现 客户端的主要任务是与服务器建立连接,并通过输出流向服务器发送数据,同时可以通过输入流接收服务器的响应。例如: ```java Socket s = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 10004); OutputStream out = s.getOutputStream(); out.write("Hello TCPClient".getBytes()); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = is.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); s.close(); ``` 该代码实现了客户端与服务器的连接,并发送了一条文本消息,同时接收服务器的响应[^1]。 #### 服务端实现 服务端通过 `ServerSocket` 监听指定端口,等待客户端连接。一旦连接建立,服务端通过输入流接收客户端发送的数据,并通过输出流向客户端发送响应。例如: ```java ServerSocket ss = new ServerSocket(10012); Socket s = ss.accept(); InputStream in = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true); out.println("<font color='red' size=7>客户端s你好</font>"); s.close(); ss.close(); ``` 该代码展示了如何在服务端接收客户端发送的数据,并向客户端发送 HTML 格式的响应[^3]。 #### TCP连接的建立与释放 TCP 连接的建立采用三次握手(Three-way Handshake): 1. 客户端发送 SYN(同步)报文给服务器,表示请求建立连接。 2. 服务器收到 SYN 报文后,发送 SYN-ACK(同步-确认)报文作为响应。 3. 客户端收到 SYN-ACK 后,发送 ACK(确认)报文,连接建立。 连接的释放采用四次挥手(Four-way Handshake): 1. 客户端发送 FIN(结束)报文,表示数据发送完成。 2. 服务器发送 ACK 报文,确认收到 FIN。 3. 服务器发送 FIN 报文,表示数据发送完成。 4. 客户端发送 ACK 报文,连接关闭。 #### TCP的可靠性机制 TCP 通过以下机制确保数据的可靠传输: - **确认机制**:接收方收到数据后,向发送方发送确认信息。 - **重传机制**:如果发送方未收到确认信息,则重传数据。 - **流量控制**:通过滑动窗口机制,控制发送速率,避免接收方缓冲区溢出。 - **拥塞控制**:通过慢启动、拥塞避免等算法,防止网络拥塞。 #### TCP的编程模型 TCP 编程模型通常包括以下几个步骤: 1. **创建 Socket**:客户端创建 `Socket` 对象,连接服务器;服务端创建 `ServerSocket` 对象,监听端口。 2. **获取流对象**:获取 `Socket` 的输入流和输出流,用于数据传输。 3. **数据读写**:通过输入流读取数据,通过输出流写入数据。 4. **关闭连接**:通信结束后,关闭 `Socket` 和流对象。 ### 示例代码:完整的 TCP 通信 以下是一个完整的 TCP 通信示例,包含客户端和服务端的代码。 #### 客户端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpClient { public static void main(String[] args) { try { Socket socket = new Socket("localhost", 8888); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Server!".getBytes()); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Server response: " + new String(buffer, 0, len)); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` #### 服务端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpServer { public static void main(String[] args) { try { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println("Server is listening on port 8888..."); Socket socket = serverSocket.accept(); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Client message: " + new String(buffer, 0, len)); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Client!".getBytes()); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ###
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