1. 什么是设计模式
在软件工程中,设计模式(design pattern)是对软件设计中普遍存在(反复出现)的各种问题 ,所提出的解决方案。这个术语是由埃里希·伽玛(Erich Gamma)等人在1990年代从建筑设计领 域引入到计算机科学的。
著名的4人帮: Erich Gamma,Richard Helm, Ralph Johnson ,John Vlissides (Gof)
《设计模式:可复用面向对象软件的基础》收录23种模式
2. 单例模式
单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象,这样有利于我们协调系统整体的行为
比如:全局信息配置
单例模式最简单的实现:
由私有构造方法和static来确定唯一性。
缺点:何时产生实例 不好控制
虽然我们知道,在类Singleton第一次被加载的时候,就产生了一个实例。
但是如果这个类中有其他属性
当使用
这个实例就被产生了。也许此时你并不希望产生这个实例。
如果系统特别在意这个问题,这种单例的实现方法就不太好。
第二种单例模式的解决方式:
让instance只有在调用getInstance()方式时被创建,并且通过synchronized来确保线程安全。
这样就控制了何时创建实例。
这种方法是延迟加载的典型。
但是有一个问题就是,在高并发的场景下性能会有影响,虽然只有一个判断就return了,但是在并发量很高的情况下,或多或少都会有点影响,因为都要去拿synchronized的锁。
为了高效,有了第三种方式:
由于加载一个类时,其内部类不会被加载。这样保证了只有调用getInstance()时才会产生实例,控制了生成实例的时间,实现了延迟加载。
并且去掉了synchronized,让性能更优,用static来确保唯一性。
3. 不变模式
一个类的内部状态创建后,在整个生命期间都不会发生变化时,就是不变类
不变模式不需要同步
创建一个不变的类:
Java中不变的模式的案例有:
- java.lang.String
- java.lang.Boolean
- java.lang.Byte
- java.lang.Character
- java.lang.Double
- java.lang.Float
- java.lang.Integer
- java.lang.Long
- java.lang.Short
4. Future模式
核心思想是异步调用
第一次的call_return由于任务还没完成,所以返回的是一个空的。
但是这个返回类似于购物中的订单,将来可以根据这个订单来得到一个结果。
所以这个Future模式意思就是,“未来”可以得到,就是指这个订单或者说是契约,“承诺”未来就会给结果。
Future模式简单的实现:
调用者得到的是一个Data,一开始可能是一个FutureData,因为RealData构建很慢。在未来的某个时间,可以通过FutureData来得到RealData。
代码实现:
JDK中也有多Future模式的支持:
接下来使用JDK提供的类和方法来实现刚刚的代码:
这里要注意的是FutureTask是即具有 Future功能又具有Runnable功能的类。所以又可以运行,最后还能get。
当然如果在调用到future.get()时,真实数据还没准备好,仍然会产生阻塞状况,直到数据准备完成。
当然还有更加简便的方式:
由于Callable是有返回值的,可以直接返回future对象。
5. 生产者消费者
生产者-消费者模式是一个经典的多线程设计模式。它为多线程间的协作提供了良好的解决方案。 在生产者-消费者模式中,通常由两类线程,即若干个生产者线程和若干个消费者线程。生产者线 程负责提交用户请求,消费者线程则负责具体处理生产者提交的任务。生产者和消费者之间则通 过共享内存缓冲区进行通信。