Java 面试主题 4：23 种设计模式汇总，单例模式详析

最编程 2024-07-17 19:40:15

...

3种设计模式，你了解且会用的有几种？

设计模式是面试中大概率会有的题型，记得我之前参加面试，几乎每次都有设计模式相关的。

印象特别深的是，有一次面试的前一天晚上，刚刚复习完单例模式，每二天上午去面试，就被问到，很顺利地就回答上来了。

下面简单概括用一句话说下23种设计模式：

单例模式：某个类只能有一个实例，提供一个全局的访问点。
工厂方法：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化那个类。
抽象工厂：创建相关或依赖对象的家族，而无需明确指定具体类。
建造者模式：封装一个复杂对象的构建过程，并可以按步骤构造。
原型模式：通过复制现有的实例来创建新的实例。
适配器模式：将一个类的方法接口转换成客户希望的另外一个接口。
组合模式：将对象组合成树形结构以表示“”部分-整体“”的层次结构。
装饰模式：动态的给对象添加新的功能。
代理模式：为其他对象提供一个代理以便控制这个对象的访问。
亨元（蝇量）模式：通过共享技术来有效地支持大量细粒度的对象。
外观模式：对外提供一个统一的方法，来访问子系统中的一群接口。
桥接模式：将抽象部分和它的实现部分分离，使它们都可以独立的变化。
模板模式：定义一个算法结构，而将一些步骤延迟到子类实现。
解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器。
策略模式：定义一系列算法，把他们封装起来，并且使它们可以相互替换。
状态模式：允许一个对象在其对象内部状态改变时改变它的行为。
观察者模式：对象间的一对多的依赖关系。
备忘录模式：在不破坏封装的前提下，保持对象的内部状态。
中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
命令模式：将命令请求封装为一个对象，使得可以用不同的请求来进行参数化。
访问者模式：在不改变数据结构的前提下，增加作用于一组对象元素的新功能。
责任链模式：将请求的发送者和接收者解耦，使得多个对象都有处理这个请求的机会。
迭代器模式：一种遍历访问聚合对象中各个元素的方法，不暴露该对象的内部结构。

今天具体学习下单例模式：

单例模式，它的定义就是确保某一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。

单例模式具备典型的3个特点：

1、只有一个实例。

2、自我实例化。

3、提供全局访问点。

因此当系统中只需要一个实例对象或者系统中只允许一个公共访问点，除了这个公共访问点外，不能通过其他访问点访问该实例时，可以使用单例模式。

单例模式的主要优点就是节约系统资源、提高了系统效率，同时也能够严格控制客户对它的访问。也许就是因为系统中只有一个实例，这样就导致了单例类的职责过重，违背了“单一职责原则”，同时也没有抽象类，所以扩展起来有一定的困难。其UML结构图非常简单，就只有一个类，如下图：

单例模式应用场景：

1、回收站的应用，在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。 3、网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。 4、数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源，数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，如果用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。

代码实例：

（1）懒汉式何为懒？顾名思义，就是不做事，这里也是同义，懒汉式就是不在系统加载时就创建类的单例，而是在第一次使用实例的时候再创建。代码如下：

class LHanSingleCase{
	//定义一个私有变量来存放单例，私有的目的是指外部无法直接获取这个变量，而要使用提供的私有方法来获取
	private static LHanSingleCase singleCase = null;
	
	//定义私有构造器，表示只在类内部使用，亦指单例的实例只能在单例类内部创建
	private LHanSingleCase(){}
	
	//定义一个公共的公开的方法来返回该类的实例，由于是懒汉式，需要在第一次使用时生成实例，所以为了线程安全，使用synchronized关键字来确保只会生成单例
	public static synchronized LHanSingleCase getInstance(){
		if(singleCase == null){
			singleCase = new LHanSingleCase();
		}
		return singleCase;
	}
}

（2）饿汉式又何为饿？饿者，饥不择食；但凡有食，必急食之。此处同义：在加载类的时候就会创建类的单例，并保存在类中。代码如下：

class EHanSingleCase{
	//此处定义类变量实例直接实例化，在类加载的时候就完成了实例化并保存在类中
	private static EHanSingleCase singleCase = new EHanSingleCase();
	//定义无参数构造器，用于单例实例
	private EHanSingleCase(){}
	//定义公开方法，返回已创建的单例
	public static EHanSingleCase getInstance(){
		return singleCase; 
	}
}

以上，是个人总结的设计模式知识，仅供参考，有不同看法，可以评论区交流。

我是一名码龄10年的程序员，在这里会分享实在干货，让你少走弯路，成就精彩人生。

上一篇： Java 设计模式设计模式面试问题

下一篇： 2019 年面试问题：你使用了多少种设计模式，并简要介绍一下？