创建型模式

Wu Jun 2020-01-06 08:43:49

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1. Factory（工厂）

1 简单工厂（Simple Factory）

根据参数的不同返回不同类的实例。

在创建一个对象时不向客户暴露内部细节，并提供一个创建对象的通用接口。

简单工厂把实例化的操作单独放到一个类中，这个类就成为简单工厂类，让简单工厂类来决定应该用哪个具体子类来实例化。

这样做能把客户类和具体子类的实现解耦，客户类不再需要知道有哪些子类以及应当实例化哪个子类。客户类往往有多个，如果不使用简单工厂，那么所有的客户类都要知道所有子类的细节。而且一旦子类发生改变，例如增加子类，那么所有的客户类都要进行修改。

模式应用

java.text.DateFormat

public final static DateFormat getDateInstance(int style);

2 工厂方法（Factory Method）

不传参数，而是分别建立工厂，使用工厂方法

模式应用

JDBC 中的工厂方法

Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:……");
Statement statement = conn.createStatement();

3 抽象工厂（Abstract Factory）

系统的产品有多于一个的产品族，而系统只消费其中某一族的产品。

模式应用

在很多软件系统中需要更换界面主题，要求界面中的按钮、文本框、背景色等一起发生改变。

3.1 增加工厂

新增一个工厂子类
并增加相应产品子类

3.2 增加产品

新增一个产品父类
再增加对应每个工厂的产品子类
最后在工厂父类、子类中新增产品方法

2. Builder（建造者）

使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。

工厂模式关注的是创建单个产品，而建造者模式则关注创建符合对象，多个部分

MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
Meal vegMeal = mealBuilder.prepareVegMeal();
Meal nonVegMeal = mealBuilder.prepareNonVegMeal();

模式应用

StringBuilder
游戏软件中，地图包括天空、地面、背景等组成部分，人物角色包括人体、服装、装备等组成部分，可以使用建造者模式对其进行设计，通过不同的具体建造者创建不同类型的地图或人物。

3. Prototype（原型）

当直接创建对象的代价比较大时，创建当前对象的克隆

原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。

//原型角色：定义用于复制现有实例来生成新实例的方法；
// 1.（抽象类或者接口）实现 java.lang.Cloneable 接口
// 2.定义复制现有实例来生成新实例的方法
public abstract class Shape implements Cloneable {
    public Object clone() {
    }
}
//具体原型角色：实现用于复制现有实例来生成新实例的方法
// 1.实现复制现有实例来生成新实例的方法（也可以由超类完成）
public class Rectangle extends Shape {
}
//使用者角色：维护一个注册表，并提供一个找出正确实例原型的方法。最后，提供一个获取新实例的方法，用来委托复制实例的方法生成新实例。
public class ShapeCache {
   //维护一个注册表
   private static Hashtable<String, Shape> shapeMap 
      = new Hashtable<String, Shape>();
      
   public static Shape getShape(String shapeId) {
      Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
      return (Shape) cachedShape.clone();
   }
   
   public static void loadCache() {
      Circle circle = new Circle();
      circle.setId("1");
      shapeMap.put(circle.getId(),circle);
   }
}

模式应用

一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建，可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆

4. Singleton（单例）

单例类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例

构造函数私有

模式应用

要求生产唯一序列号。
WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

几种实现方式

建议使用饿汉方式。只有在要明确实现懒加载效果时，才使用静态内部类方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用双检锁方式。

饿汉式

类加载时就初始化

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
        return instance;  
    }  
}

静态内部类

延迟加载，类加载线程互斥

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

枚举

支持序列化，最佳方法

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

双重校验锁

singleton = new Singleton();可能被优化为先分配空白空间给singleton，再初始化。所以synchronized里有可能singleton == null为true，但还未初始化，会出错。

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
        if (singleton == null) {  
            synchronized (Singleton.class) {  
                if (singleton == null) {  
                    singleton = new Singleton();  
                }  
            }  
        }  
        return singleton;  
    }  
}

J2EE 模式

结构型模式