根据北京尚学堂的课程学习

• 创建型模式：

– 单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。

• 结构型模式：

– 适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模 式。

• 行为型模式：

– 模版方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模 式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式。

创建者模型：

单例模式
工程模式
抽象工厂模式
建造者模式
原型模式

壹、单例模式

1、核心作用：

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

2、常见应用场景：

- Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式

– windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。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。

– 项目中，读取配置文件的类，一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据，每次new一个对象去读取。

– 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。

– 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作

，否则内容不好追加。

– 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。

– 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。

– Application 也是单例的典型应用（Servlet编程中会涉及到）

– 在Spring中，每个Bean默认就是单例的，这样做的优点是Spring容器可以管理

– 在servlet编程中，每个Servlet也是单例

– 在spring MVC框架/struts1框架中，控制器对象也是单例

3、单例模式的优点：

由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决
单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化环境共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理

4、常见的五种单例模式

--主要：

• 饿汉式（线程安全，调用效率高。但是，不能延时加载。）

• 懒汉式（线程安全，调用效率不高。但是，可以延时加载。）

– 其他：

• 双重检测锁式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题。不建议使用）

• 静态内部类式(线程安全，调用效率高。但是，可以延时加载)

• 枚举单例(线程安全，调用效率高，不能延时加载)

1）饿汉式（单例对象立即加载）

package com.tk.one;/*** 单例模式:饿汉式（单例对象立即加载）* @data :2019-5-31下午10:36:44* @author :田坤*/
public class SingletonDemo0 {//类初始化时立即加载这个对象（没有延迟加载的优势），加载类时，天然是线程安全的private static SingletonDemo0 singletonDemo0 = new SingletonDemo0();//私有无参构造器 ——》外部无法创建该类的对象private SingletonDemo0(){}//方法没有同步效率高public static SingletonDemo0 getInstance(){return singletonDemo0;}
}

饿汉式单例模式代码中，static变量会在类装载时初始化，此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题。因此，可以省略synchronized关键字。
问题：
如果只是加载本类，而不是要调用getInstance()，甚至永远没有调用，则会造成资源浪费！

2）懒汉式（单例对象延迟加载）

package com.tk.one;/*** 单例模式：懒汉式（单例对象延迟加载）* @data :2019-5-31下午10:46:12* @author :田坤*/
public class SingletonDemo1 {//类初始化时类时，不初始化这个对象（延迟加载，真正用的时候在加载）private static SingletonDemo1 singletonDemo = null;//私有无参构造器 ——》外部无法创建该类的对象private SingletonDemo1(){}//方法同步  效率低public static synchronized SingletonDemo1 getInstance(){if(singletonDemo == null){singletonDemo = new SingletonDemo1();}return singletonDemo;}
}

• 要点：

– lazy load! 延迟加载，懒加载！真正用的时候才加载！

• 问题：

– 资源利用率高了。但是，每次调用getInstance()方法都要同步，并发效率较低。

3）双层检测锁

package com.tk.one;/*** 单例模式：双重检测锁* @data :2019-6-1上午9:28:15* @author :田坤*/
public class SingletonDemo2 {//延迟加载private static SingletonDemo2 singletonDemo2 = null;//私有无参构造器 ——》外部无法创建该类的对象private SingletonDemo2(){}public static SingletonDemo2 getInstance(){if(singletonDemo2 == null){SingletonDemo2 temp;synchronized (SingletonDemo2.class) {temp = singletonDemo2;if(temp == null){synchronized (SingletonDemo2.class) {if(temp == null){temp = new SingletonDemo2();}}return temp;}}}return singletonDemo2;}}

这个模式将同步内容下方到if内部，提高了执行的效率，不必每次获取对象时都进行同步，只有第一次才同步创建了以后就没必要了

• 问题：

由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题。不建议使用。

4）静态内部类

package com.tk.one;/*** 单例模式：内部静态类* 优点：线程安全、调用效率高，并且实现了延迟加载* @data :2019-6-1上午9:36:25* @author :田坤*/
public class SingletonDemo2 {private static class SingletonDemo2Instance{private static final SingletonDemo2 instance= new SingletonDemo2();}private SingletonDemo2(){}public static SingletonDemo2 getInstance(){return SingletonDemo2Instance.instance;}}

• 要点：

– 外部类没有static属性，则不会像饿汉式那样立即加载对象。

– 只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。 instance是static final 类型，保证了内存中只有这样一个实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程安全性.

– 兼备了并发高效调用和延迟加载的优势！

5）枚举

package com.tk.one;/*** 单例模式：枚举（没有延迟加载）* @data :2019-6-1上午9:54:12* @author :田坤*/
public enum SingletoDemo3 {/*** 定义一个枚举元素,他就代表着singleton的一个实例*/INSTANCE;/*** 单例模式可以有自己的操作*/public void Singleton(){}}

优点：

– 实现简单

– 枚举本身就是单例模式。由JVM从根本上提供保障！避免通过反射和反序列化的漏洞！

缺点：

– 无延迟加载

5、五种单例模式在多线程环境下的效率测试

在不同环境下测试的数据不一样

• CountDownLatch

– 同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。

• countDown() 当前线程调此方法，则计数减一(建议放在 finally里执行)

• await()，调用此方法会一直阻塞当前线程，直到计时器的值为0

package com.tk.one;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class Test0 {public static void main(String args[]) throws InterruptedException {final CountDownLatch cdl1 = new CountDownLatch(10);//饿汉式性能测试long start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0; i < 10; i++){new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {for(int i = 0 ; i < 1000000; i++){SingletonDemo0 instance = SingletonDemo0.getInstance();}cdl1.countDown();}}).start();}cdl1.await();long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("饿汉式耗费的时间(ms):"+(end-start));//懒汉式性能测试final CountDownLatch cdl2 = new CountDownLatch(10);start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0; i < 10; i++){new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {for(int i = 0 ; i < 1000000; i++){SingletonDemo1 instance = SingletonDemo1.getInstance();}cdl2.countDown();}}).start();}cdl2.await();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("懒汉式耗费的时间(ms):"+(end-start));//双重检测的性能final CountDownLatch cdl3 = new CountDownLatch(10);start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0; i < 10; i++){new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {for(int i = 0 ; i < 1000000; i++){SingletonDemo4 instance = SingletonDemo4.getInstance();}cdl3.countDown();}}).start();}cdl3.await();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("懒汉式耗费的时间(ms):"+(end-start));//内部类的性能final CountDownLatch cdl4 = new CountDownLatch(10);start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0; i < 10; i++){new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {for(int i = 0 ; i < 1000000; i++){SingletonDemo2 instance = SingletonDemo2.getInstance();}cdl4.countDown();}}).start();}cdl4.await();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("内部类耗费的时间(ms):"+(end-start));//内部类的性能final CountDownLatch cdl5 = new CountDownLatch(10);start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0; i < 10; i++){new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {for(int i = 0 ; i < 1000000; i++){SingletoDemo3 instance = SingletoDemo3.INSTANCE;}cdl5.countDown();}}).start();}cdl5.await();end = System.currentTimeMillis();System.out.println("枚举耗费的时间(ms):"+(end-start));}
}

测试结果

饿汉式耗费的时间(ms):83
懒汉式耗费的时间(ms):312
懒汉式耗费的时间(ms):871
内部类耗费的时间(ms):85
枚举耗费的时间(ms):51

饿汉式	22ms
懒汉式	636ms
静态内部类式	28ms
枚举式	32ms
双重检查锁式	65ms

如何选用?

– 单例对象占用资源少，不需要延时加载：

• 枚举式好于饿汉式

– 单例对象占用资源大，需要延时加载：

• 静态内部类式好于懒汉式

6、问题（反射、反序列化）

以懒汉式单例模式为例

1）反射

package com.tk.one;import java.lang.reflect.Constructor;public class Test {public static void main(String args[]) throws Exception {SingletonDemo1 demo1 = SingletonDemo1.getInstance();SingletonDemo1 demo2 = SingletonDemo1.getInstance();System.out.println(demo1);System.out.println(demo2);//通过反射方式直接调用私有构造器Class<SingletonDemo1> clazz = (Class<SingletonDemo1>) Class.forName("com.tk.one.SingletonDemo1");//获取无参构造器Constructor<SingletonDemo1> c = clazz.getDeclaredConstructor(null);//跳过权限检测c.setAccessible(true);SingletonDemo1 instance1 = c.newInstance();SingletonDemo1 instance2 = c.newInstance();System.out.println(instance1);System.out.println(instance2);}
}

com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742
com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742
com.tk.one.SingletonDemo1@6d06d69c
com.tk.one.SingletonDemo1@7852e922

可以从结构看出来通过反射创建了俩个对象

解决方法：将单例模式中的私有构造器改写为下面的代码

//私有无参构造器 ——》外部无法创建该类的对象
private SingletonDemo1(){
//解决反射的问题
if(singletonDemo != null){
throw new RuntimeException();
}
}

在此执行刚才的代码：

2）反序列化

package com.tk.one;import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;public class Test implements Serializable {public static void main(String args[]) throws Exception {SingletonDemo1 demo1 = SingletonDemo1.getInstance();SingletonDemo1 demo2 = SingletonDemo1.getInstance();System.out.println(demo1);System.out.println(demo2);//通过反序列化的方法创建多个对象FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/Users/84741/Desktop/rejava/01. JAVA初级阶段【北京尚学堂·百战程序员】/a.txt");ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);oos.writeObject(demo1);oos.close();fos.close();ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("C:/Users/84741/Desktop/rejava/01. JAVA初级阶段【北京尚学堂·百战程序员】/a.txt"));SingletonDemo1 instance = (SingletonDemo1) ois.readObject();System.out.println(instance);}
}

com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742
com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742
com.tk.one.SingletonDemo1@4c873330

可以从结果看出来反序列化出来的对象和我们的序列化的对象不同

解决方法：将单例模式中的编写readResolve()方法

//反序列化时，如果定义了readResolve()则直接返回此方法指定的对象，而不需要单独在创建新对象
   private Object readResolve() {
       return singletonDemo;
   }

在此运行查看结果

com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742
com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742
com.tk.one.SingletonDemo1@15db9742

贰、工厂模式

– 实现了创建者和调用者的分离

– 详细分类：

• 简单工厂模式

• 工厂方法模式

• 抽象工厂模式

面向对象设计的基本原则：

OCP（开闭原则，Open-Closed Principle）：一个软件的实体应当对扩展开放，对修改关闭。
DIP（依赖倒转原则，Dependence Inversion Principle）：要针对接口编程，不要针对实现编程。
LoD（迪米特法则，Law of Demeter）：只与你直接的朋友通信，而避免和陌生人通信。

核心本质：

实例化对象，用工厂方法代替new操作。
将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦

工厂模式：

– 简单工厂模式

• 用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）

– 工厂方法模式

• 用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）

– 抽象工厂模式

• 用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

创建Car的接口，Ferrari类和Lamborghini类，并且实现Car方法

package com.tk.gongchang;public interface Car {void run();
}

package com.tk.gongchang;public class Ferrari implements Car{@Overridepublic void run() {System.out.println("法拉利");}}

package com.tk.gongchang;public class Lamborghini implements Car{@Overridepublic void run() {System.out.println("兰博基尼");}
}

1、不使用简单工厂的情况

package com.tk.gongchang;/*** 不使用简单工厂* @data :2019-6-1上午11:52:26* @author :田坤*/
public class Test {public static void main(String args[]) {Car f = new Ferrari();Car l = new Lamborghini();f.run();l.run();}
}

2、简单的工厂模式

要点：

– 简单工厂模式也叫静态工厂模式，就是工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。

– 对于增加新产品无能为力！不修改代码的话，是无法扩展的。

创建工厂类

package com.tk.gongchang;/*** 汽车的工厂类* @data :2019-6-1上午11:59:39* @author :田坤*/
public class CarFactory {//方法一public static Car createCar(String type){Car car = null;if("Ferrari".equals(type)){car = new  Ferrari();}else if("Lamborghini".equals(type)){car = new Lamborghini();}return car;}//方法二public static Car createFerrari(){return new Ferrari();}public static Car createLamborghini(){return new Lamborghini();}
}

package com.tk.gongchang;/*** 使用简单工厂模式* @data :2019-6-1下午12:09:48* @author :田坤*/
public class Test0 {public static void main(String args[]) {//方法一Car f =  CarFactory.createCar("Ferrari");Car l =  CarFactory.createCar("Lamborghini");if(f!=null)f.run();if(l!=null)l.run();//方法二Car f1 =  CarFactory.createFerrari();Car l1 =  CarFactory.createLamborghini();f1.run();l1.run();}
}

3、工厂方法模式

要点：

– 为了避免简单工厂模式的缺点，不完全满足OCP。

– 工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于，简单工厂模式只有一个（对于一个项或者一个独立模块而言）工厂类，而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。

1、创建一个汽车的工厂接口

public interface CarFactory {Car createCar();
}

2、为每辆车创建一个每辆车的工厂类并实现 CarFactory

public class FerrariFactory implements CarFactory{@Overridepublic Car createCar() {return new Ferrari();}}

public class LamborghiniFactory implements CarFactory{@Overridepublic Car createCar() {return new Lamborghini();}
}

3、测试

/*** 使用工厂方法模式* @data :2019-6-1下午12:26:57* @author :田坤*/
public class Test0 {public static void main(String args[]) {Car f =  new FerrariFactory().createCar();Car l =  new LamborghiniFactory().createCar();f.run();l.run();}
}

简单工厂模式和工厂方法模式PK

– 结构复杂度

从这个角度比较，显然简单工厂模式要占优。简单工厂模式只需一个工厂类，而工厂方法模式的工厂类随着产品类个数增加而增加，这无疑会使类的个数越来越多，从而增加了结构的复杂程度。

– 代码复杂度

代码复杂度和结构复杂度是一对矛盾，既然简单工厂模式在结构方面相对简洁，那么它在代码方面肯定是比工厂方法模式复杂的了。简单工厂模式的工厂类随着产品类的增加需要增加很多方法（或代码），而工厂方法模式每个具体工厂类只完成单一任务，代码简洁。

– 客户端编程难度

工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP，但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类，在客户端无需实例化，这无疑是个吸引人的优点。

– 管理上的难度

这是个关键的问题。

我们先谈扩展。众所周知，工厂方法模式完全满足OCP，即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就

没有扩展性呢？答案是否定的。简单工厂模式同样具备良好的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码（修改工

厂类的代码）就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP，但我们不需要太拘泥于设计理论，要知道，

sun提供的java官方工具包中也有想到多没有满足OCP的例子啊。

然后我们从维护性的角度分析下。假如某个具体产品类需要进行一定的修改，很可能需要修改对应的工厂类。当同时

需要修改多个产品类的时候，对工厂类的修改会变得相当麻烦（对号入座已经是个问题了）。反而简单工厂没有这些

麻烦，当多个产品类需要修改是，简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类（无论怎样都能改到满足要求吧？大

不了把这个类重写）。

• 根据设计理论建议：工厂方法模式。但实际上，我们一般都用简单工厂模式。

4、抽象工厂模式

– 用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

– 抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本，在有多个业务品种、业务分类时，通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

类图

工厂模式要点：

– 简单工厂模式(静态工厂模式)

• 虽然某种程度不符合设计原则，但实际使用最多。

– 工厂方法模式

• 不修改已有类的前提下，通过增加新的工厂类实现扩展。

– 抽象工厂模式

• 不可以增加产品，可以增加产品族！

应用场景

– JDK中Calendar的getInstance方法

– JDBC中Connection对象的获取

– Hibernate中SessionFactory创建Session

– spring中IOC容器创建管理bean对象

– XML解析时的DocumentBuilderFactory创建解析器对象

– 反射中Class对象的newInstance()

叁、构建者模式

场景：

– 我们要建造一个复杂的产品。比如：神州飞船,Iphone。这个复杂的产品的创建。有这样一个问题需要处理：

• 装配这些子组件是不是有个步骤问题?

– 实际开发中，我们所需要的对象构建时，也非常复杂，有很多步骤需要处理时。

建造模式的本质：

– 分离了对象子组件的单独构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。从而可以构造出复杂的对象。这个模式适用于：某个对象的构建过程复杂的情况下使用。

– 由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器，相同的装配，也可以做出不同的对象；相同的构建器，不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦，实现了更好的复用。

例：构建“尚学堂牌”神舟飞船的示例

package com.tk.jianzaozhe;/*** 宇宙飞船实体类* @data :2019-6-1下午3:07:44* @author :田坤*/
public class AirShip {private OrbitalModule orbitalModule;  //轨道仓private Engine engine;                 //发动机private EscapeTower escapeTower;       //逃逸塔public void launch(){System.out.println("发射！");}public AirShip(OrbitalModule orbitalModule, Engine engine,EscapeTower escapeTower) {this.orbitalModule = orbitalModule;this.engine = engine;this.escapeTower = escapeTower;}public OrbitalModule getOrbitalModule() {return orbitalModule;}public void setOrbitalModule(OrbitalModule orbitalModule) {this.orbitalModule = orbitalModule;}public Engine getEngine() {return engine;}public void setEngine(Engine engine) {this.engine = engine;}public EscapeTower getEscapeTower() {return escapeTower;}public void setEscapeTower(EscapeTower escapeTower) {this.escapeTower = escapeTower;}}class OrbitalModule{private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public OrbitalModule(String name) {this.name = name;}public OrbitalModule() {}}class Engine{private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Engine(String name) {this.name = name;}public Engine() {}
}class EscapeTower{private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public EscapeTower(String name) {this.name = name;}public EscapeTower() {}
}

package com.tk.jianzaozhe;/*** 构建宇宙飞船接口* @data :2019-6-1下午3:08:01* @author :田坤*/
public interface AirShipBuilder {Engine builderEngine();OrbitalModule builderOrbitalModule();EscapeTower builderEscapeTower();
}

package com.tk.jianzaozhe;/*** Tk宇宙飞船的创造* @data :2019-6-1下午3:08:19* @author :田坤*/
public class TkAirShipBuilder implements AirShipBuilder {@Overridepublic Engine builderEngine() {System.out.println("建造发送机");return new Engine("发动机");}@Overridepublic OrbitalModule builderOrbitalModule() {System.out.println("建造轨道舱");return new OrbitalModule("轨道舱");}@Overridepublic EscapeTower builderEscapeTower() {System.out.println("建造逃逸塔");return new EscapeTower("逃逸塔");}}

package com.tk.jianzaozhe;/*** 装配宇宙飞船的接口* @data :2019-6-1下午3:08:43* @author :田坤*/
public interface AirShipDirector {AirShip directAirShip();
}

package com.tk.jianzaozhe;/*** 装配Tk宇宙飞船* @data :2019-6-1下午3:29:33* @author :田坤*/
public class TkAirShipDirector implements AirShipDirector {private AirShipBuilder airShipBuilder;public TkAirShipDirector(AirShipBuilder airShipBuilder) {this.airShipBuilder = airShipBuilder;}@Overridepublic AirShip directAirShip() {Engine engine = airShipBuilder.builderEngine();OrbitalModule orbitalModule = airShipBuilder.builderOrbitalModule();EscapeTower escapeTower = airShipBuilder.builderEscapeTower();AirShip airShip = new AirShip(orbitalModule, engine, escapeTower);return airShip;}}

测试

public class Test {public static void main(String args[]) {AirShipDirector airShipDirector = new TkAirShipDirector(new TkAirShipBuilder());AirShip airShip = airShipDirector.directAirShip();System.out.println(airShip.getEngine().getName());System.out.println(airShip.getOrbitalModule().getName());System.out.println(airShip.getEscapeTower().getName());airShip.launch();}
}

类图

开发中应用场景：

– StringBuilder类的append方法

– SQL中的PreparedStatement

– JDOM中，DomBuilder、SAXBuilder

肆、原型模式

– 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。

– 就是java中的克隆技术，以某个对象为原型，复制出新的对象。显然，新的对象具备原型对象的特点

– 优势有：效率高(直接克隆，避免了重新执行构造过程步骤) 。

– 克隆类似于new，但是不同于new。new创建新的对象属性采用的是默认值。克隆出的对象的属性值完全和原型对象相同。并且克隆出的新对象改变不会影响原型对象。然后，再修改克隆对象的值。

原型模式实现：

– Cloneable接口和clone方法

– Prototype模式中实现起来最困难的地方就是内存复制操作，所幸在Java中提供了 clone()方法替我们做了绝大部分事情。

1、浅克隆

package com.tk.prototype;import java.util.Date;/*** 羊的实体类* 类需要继承Cloneable* @data :2019-6-1下午3:56:35* @author :田坤*/
public class Sheep implements Cloneable{private String name;private Date birthday;@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Object clone = super.clone();  //直接调用Object对象的clone方法return clone;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Date getBirthday() {return birthday;}public void setBirthday(Date birthday) {this.birthday = birthday;}
}

package com.tk.prototype;import java.util.Date;/*** 浅克隆* @data :2019-6-1下午4:08:44* @author :田坤*/
public class Test1 {public static void main(String args[]) throws CloneNotSupportedException {Sheep sheep = new Sheep();sheep.setName("多利");Date date = new Date(6565687875L);sheep.setBirthday(date);System.out.println(sheep.getBirthday());//克隆已有的对象sheepSheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();System.out.println(sheep);//修改sheep中的birthday属性date.setTime(6564425484848L);System.out.println(sheep.getBirthday());System.out.println(sheep2);System.out.println(sheep2.getBirthday());}
}

Wed Mar 18 07:48:07 CST 1970
com.tk.prototype.Sheep@70dea4e
Wed Jan 07 11:31:24 CST 2178
com.tk.prototype.Sheep@5c647e05
Wed Jan 07 11:31:24 CST 2178

由上面的结果可知，在我们对原型属性（date）进行修改的时候，复制原型的对象中的属性也发生了修改

浅克隆存在的问题

– 被复制的对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。

2、深克隆

深克隆如何实现?

– 深克隆把引用的变量指向复制过的新对象，而不是原有的被引用的对象。

– 深克隆：让已实现Clonable接口的类中的属性也实现Clonable接口

– 基本数据类型和String能够自动实现深度克隆（值的复制）

1）改变clone方法

 protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Object obj = super.clone();    //直接调用Object对象的clone方法//添加如下代码进行深克隆Sheep sheep = (Sheep) obj;sheep.birthday = (Date) this.birthday.clone();  //将birthday属性也进行克隆return obj;}

2）利用序列化和反序列化

/*** 深克隆——序列化和反序列化* @data :2019-6-1下午4:17:43* @author :田坤*/
public class Test1 {public static void main(String args[]) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException {Sheep sheep = new Sheep();sheep.setName("多利");Date date = new Date(6565687875L);sheep.setBirthday(date);System.out.println(sheep.getBirthday());//克隆已有的对象sheepSystem.out.println(sheep);//利用序列化和反序列化实现深克隆（赋值）ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(sheep);byte[] bytes = bos.toByteArray();ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);Sheep sheep2 = (Sheep) ois.readObject(); //克隆好的对象！//修改sheep中的birthday属性date.setTime(6564425484848L);System.out.println(sheep.getBirthday());System.out.println(sheep2);System.out.println(sheep2.getBirthday());}
}

Wed Mar 18 07:48:07 CST 1970
com.tk.prototype.Sheep@70dea4e
Wed Jan 07 11:31:24 CST 2178
com.tk.prototype.Sheep@7cca494b
Wed Mar 18 07:48:07 CST 1970

短时间大量创建对象时，原型模式和普通new方式效率测试

package com.tk.prototype;/*** 测试普通new方法创建对象和clone方法创建对象 效率差异* 如果需要短时间内创建大量对象，并且new的过程中比较耗时，则可以考虑使用原型模式* @data :2019-6-1下午4:30:05* @author :田坤*/
public class Test {//检测使用new方法创建对象所耗费的时间public static void Testnew(int size){long start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0;i < size; i++){Person person = new Person();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("使用new方法耗费的时间（    ms）:"+(end-start));} //检测使用Clone方法创建对象所耗费的时间public static void TestClone(int size) throws CloneNotSupportedException{Person person = new Person();long start = System.currentTimeMillis();for(int i = 0;i < size; i++){Person tt = (Person) person.clone();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("使用clone方法耗费的时间（ms）:"+(end-start));} public static void main(String args[]) throws Exception {Testnew(1000);TestClone(1000);}}class Person implements Cloneable{private String name;public Person() {try {Thread.sleep(10);  //模拟创建对象所花费的时间} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}

使用new方法耗费的时间(ms）:10688
使用clone方法耗费的时间（ms）:1

开发中的应用场景

– 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。

• spring中bean的创建实际就是两种：单例模式和原型模式。（当然，原型模式需要和工厂模式搭配起来）

伍、创建型模式的总结

创建型模式：都是用来帮助我们创建对象的！

– 单例模式

• 保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

– 工厂模式

• 简单工厂模式

– 用来生产同一等级结构中的任意产品。（对于增加新的产品，需要修改已有代码）

• 工厂方法模式

– 用来生产同一等级结构中的固定产品。（支持增加任意产品）

• 抽象工厂模式

– 用来生产不同产品族的全部产品。（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）

– 建造者模式

• 分离了对象子组件的单独构造(由Builder来负责)和装配(由Director负责)。从而可以构造出复杂的对象。

– 原型模式

• 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式

23种设计模式：（一）创建者模型相关推荐

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• 创建型模式：

• 结构型模式：

• 行为型模式：

创建者模型：

壹、单例模式

1、核心作用：

2、常见应用场景：

3、单例模式的优点：

4、常见的五种单例模式

5、五种单例模式在多线程环境下的效率测试

如何选用?

6、问题（反射、反序列化）

贰、工厂模式

1、不使用简单工厂的情况

2、简单的工厂模式

3、工厂方法模式

简单工厂模式和工厂方法模式PK

4、抽象工厂模式

工厂模式要点：

应用场景

叁、构建者模式

肆、原型模式

1、浅克隆

2、深克隆

开发中的应用场景

伍、创建型模式的总结

创建型模式：都是用来帮助我们创建对象的！

– 单例模式

– 工厂模式

– 建造者模式

– 原型模式

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2、简单的工厂模式

3、工厂方法模式

简单工厂模式和工厂方法模式PK

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肆、原型模式

1、浅克隆

2、深克隆

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