本文档主要探讨了Java编程中的两种经典设计模式:单例模式与装饰者模式,旨在帮助初学者更好地理解和记忆它们的核心概念和应用场景。
**单例模式** 是一种常用的软件设计模式,其目标是确保一个类仅有一个实例,并提供一个全局访问点来访问这个实例。这里讨论了两种常见的实现方式:
1. **饿汉模式** (Singleton with eager initialization): 在类加载时就创建单例对象。这种方式的特点是无论何时请求,单例对象都已经存在。代码中通过静态初始化块和私有构造函数确保只有一个实例,并通过`getSingleTon()`方法提供公共访问途径。
2. **懒汉模式** (Singleton with lazy initialization): 与饿汉模式相反,懒汉模式在第一次请求时才创建单例对象。它使用条件语句检查对象是否已创建,若未创建则进行初始化。这种方式延迟了对象的创建时间,提高了效率,但可能会增加线程不安全的问题,因此通常建议使用双重检查锁定(Double-Checked Locking)来解决多线程同步问题。
**相同点**:
- 饿汉模式和懒汉模式都包含私有成员变量和私有构造方法,防止外部直接实例化。
- 两者都提供了公共方法(如`getSingleTon()`或`getSingleTon2()`)作为访问单例的唯一入口。
- 目标都是确保在整个应用生命周期内只创建一个对象实例。
**不同点**:
- 饿汉模式在类加载时即创建对象,利用`static`关键字,而懒汉模式则延迟到首次请求时才创建。
- 懒汉模式的线程安全性较差,需要额外处理多线程环境下的同步问题,而饿汉模式在JVM层面已经完成了初始化,避免了线程同步问题。
**装饰者模式** 是另一种重要的设计模式,用于动态地给一个对象添加功能,而无需改变其结构。它由以下四个部分组成:
1. **抽象组件(Abstract Component)**:定义了一个通用接口,所有被装饰的对象都需遵循,如豆浆饮品的制作规范。
2. **被装饰者(Concrete Component)**:具体实现抽象组件,如纯豆浆或纯净水。
3. **装饰者组件(Decorator)**:持有被装饰者的引用,扩展其行为,如加入糖、奶精等调料。
4. **组合/组合关系(Composite)**:允许一个对象拥有其他对象作为其组成部分,从而可以被装饰多次。
装饰者模式的核心在于,通过在运行时动态添加或移除装饰器,实现了对已有组件功能的扩展,保持了原有组件的简洁性和可复用性。
总结来说,单例模式和装饰者模式都是面向对象设计中的关键技巧,前者关注对象实例的唯一性,后者关注对象行为的扩展性。理解并熟练运用这些设计模式,有助于编写更加灵活、易于维护的高质量代码。