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java进阶（三）：单例、工厂、模版方法与代理模式详解

news 2025/7/15 11:49:37

单例模式：确保唯一实例

单例模式的核心目标是确保一个类在整个应用程序中只有一个实例，并提供一个全局访问点。

实现方式

饿汉式单例：

public class Runtime {private static Runtime currentRuntime = new Runtime();public static Runtime getRuntime() {return currentRuntime;}private Runtime() {}
}

优点：线程安全，实现简单
缺点：类加载时就创建实例，可能延长启动时间

懒汉式单例（双重检查锁定）：

public class Window {private volatile static Window window = null;private Window() {}public static Window getWindow() {if(window == null) {synchronized (Window.class) {if(window == null) {window = new Window();}}}return window;}
}

volatile关键字防止指令重排序
双重检查减少同步开销
优点：延迟加载，节省资源
缺点：实现稍复杂

工厂模式：对象创建的艺术

工厂模式解决对象创建的问题，分为简单工厂、工厂方法和抽象工厂三种形式。

1. 简单工厂

public class CanFactory {public static Can createCan(String name) {if(name.equals("aodi")) return new Aodi();if(name.equals("bmw")) return new Bmw();if(name.equals("dazhong")) return new Dazhong();return null;}
}

优点：集中管理对象创建
缺点：违反开闭原则，新增产品需要修改工厂代码

2. 工厂方法

public abstract class Factory {public abstract Product createProduct();
}

为每个产品提供一个专门工厂
优点：符合开闭原则，扩展性好
缺点：类数量增多

3. 抽象工厂

public interface AbstractFactory {Button createButton();Checkbox createCheckbox();
}

一个工厂可以创建同一产品族的不同产品
适合产品族扩展场景
例如：汽车工厂生产轿车、SUV等多类型车辆

模版方法模式：定义算法骨架

abstract class Template {// 模版方法定义流程public final void templateMethod() {step1();step2();step3();}// 固定实现private void step1() { /*...*/ }// 需要子类实现protected abstract void step2();// 可选实现protected void step3() { /*默认实现*/ }
}

优点：代码复用，反向控制
缺点：增加系统复杂度

代理模式：控制对象访问

1. 静态代理

interface Subject {void request();
}class RealSubject implements Subject {public void request() { /*业务逻辑*/ }
}class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;public void request() {preRequest();realSubject.request();postRequest();}
}

优点：不修改目标对象即可扩展功能
缺点：一个代理类只能代理一种类型

2. 动态代理

JDK动态代理：

// JDK 动态代理
Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),(proxy, method, args) -> {// 前置处理Object result = method.invoke(target, args);// 后置处理return result;});