设计模式5---创建型模式总结

创建型模式共5种，单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。

单例模式

定义：确保某一个类的实例只有一个，而且向其他类提供这个实例。

单例模式的使用场景：某个类的创建需要消耗大量资源，new一个对象代价太大，如访问IO和数据库等资源，或者避免多次创建该对象消耗内存过多。

懒汉模式

public class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

懒汉模式是当需要改单例对象时，才初始化，与之相对的是饿汉模式，静态变量instance声明时就初始化。

由于每一次调用getInstance()都需要同步，资源消耗大。

double check Lock

public class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronize(Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

在需要时才初始化，线程安全，且对象初始化后不再进行同步锁。

第一次判断null为了不必要的同步，第二层判空是在没有其他线程进入同步块时，是否需要创建实例。但上述示例代码还是有问题，在代码instance = new Singleton()处， 代码会编译成多条指令，大致做了3件事：

1.给Singleton的实例分配内存
2.调用Singleton()构造函数，初始化成员字段
3.强instance对象指向分配的内存空间（此时instance不为null)

由于java编译器的指令执行在不影响结果的情况下是可以乱序的，所以无法保证上述2、3步骤是顺序执行的，这样当一个线程A获取单例时，先执行步骤3，步骤2还没有执行，就切换到线程B，由于此时instance已经不为空，所以线程B之间获得instance，但instance的初始化还没有完成，这样就会造成问题。

解决DCL的失效问题就是在字段instance前面加入关键字volatile，该关键字禁止指令重排序优化，确保执行到instance = new Singleton()时的指令顺序按照上述步骤1-2-3执行。

public class Singleton{
    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronize(Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

静态内部类单例模式

public class Singleton(){
    private Singleton(){}

    public static Singleton(){
        return InnerSingleton.instance;
    }

    //静态内部类
    private static class InnerSingleton{
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }
}

第一次加载Singleton时不会初始化instance，只有调用getInstance()时才初始化，因为此时需要加载静态内部类InnerSingleton。

这种方式不仅确保线程安全，也能够保证单例对象的唯一性，同时也延迟了对象实例化。

Android中的单例模式

通过context获取的各种系统服务，和LayoutInflate都是采用单例模式

WindowManager wm = (WindowManager) getSystemServie(getApplication().WINDOW_SERVICE);

//ListView中getView中使用LayoutInflate
itemView = LayoutInflate.from(context).inflate(id,null);

Builder 创建者模式

定义：讲一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

就是说某一个对象有许多字段参数需要设置，不同的设置得到不同的结果。

public class Config{
    private int size;
    private int number;
    private String name;

    public Config（int size, int number, String name){
        this.size = size;
        this.number = number;
        this.name = name;
    }

    public void setSize(int size){
        this.size = size;
    }

    public void setNumber(int number){
        this.number = number;
    }

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
}

如果只是极少数的变量需要设置，通过构造器还是可以接受的，如果变量个数特别多，构造器参数对应哪个变量就变得很难读懂，当只需要部分参数时，由需要重新写一个构造方法，这是很不利于程序扩展的。

public class Config{
    private int size;
    private int number;
    private String name;

    public int getSize() {
        return size;
    }

    public int getNumber() {
        return number;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public static class Builder{
        private int size;
        private int number;
        private String name;

        public Builder setSize(int size){
            this.size = size;
            return this;
        }

        public Builder setNumber(int number){
            this.number = number;
            return this;
        }

        public Builder setName(String name){
            this.name = name;
            return this;
        }

        public Config build(){
            Config config = new Config();
            config.size = size;
            config.number = number;
            config.name = name;
            return config;
        }
    }
}

当我们需要初始化Config时，通过它的静态内部类Builder进行实例化

Config.Builder builder = new Config.Builder();
Config config = builder.setName("haha")
                .setNumber(2)
                .setSize(3)
                .build();

通过返回this实现链式调用，代码可读性强，也更好维护。

Android中的Builder模式

我们常用的提示框就采用了Builder模式

AlertDialog.Builer builder=new AlertDialog.Builder(context);
builder.setIcon(R.drawable.icon)
    .setTitle("title")
    .setMessage("message")
    .setPositiveButton("Button1", 
        new DialogInterface.OnclickListener(){
            public void onClick(DialogInterface dialog,int whichButton){
                setTitle("click");
            }    
        })
    .create()
    .show();

Notification从API11开始也采用了Builder模式

 Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
        Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);
        PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);

        builder.setContentIntent(pendingIntent)
                .setSmallIcon(R.drawable.ic_launcher)
                .setWhen(System.currentTimeMillis())
                .setContentText("内容")
                .setContentTitle("标题")
                .setTicker("状态栏上显示...")
                .setNumber(2)
                .setOngoing(true);
 //API11
  Notification notification = builder.getNotification();

  //API16
  Notification notification = builder.build();

原型模式

定义：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型模式就是将一个对象进行克隆，将一个对象的内部属性完全复制，生成一个新的拷贝对象，被复制的实例对象就称为原型。当一个对象的属性过多时，重新new一个对象比较复杂和消耗资源，此时就可以用原型模式。

public class CloneMode implements Cloneable {

    public String txt;

    public CloneMode(String txt) {
        this.txt = txt;
        System.out.println("----CloneMode构造函数----");
    }

    public CloneMode clone() {
        CloneMode cm;
        try {
            cm = (CloneMode) super.clone();
            cm.txt = this.txt;
            return cm;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }

}

注意通过clone拷贝对象时并不会执行构造函数。还要注意的就是深拷贝和浅拷贝，浅拷贝指的是拷贝原型对象时，并没有将原型对象的字段重新构造，而是将拷贝后的副本中的字段引用指向原型对象中的字段。举个例子：A引用B，这两个对象指向同一个地址，当修改A时，B也会改变，B修改时，A也会改变。深拷贝则对于原型对象中的引用类型字段也进行拷贝，生成一个新的引用对象。将上述代码添加一个引用类型对象，深拷贝如下：

public class CloneMode implements Cloneable {

    public int num;

    //引用类型对象
    public ArrayList<String> lists = new ArrayList<>();

    public CloneMode(int num) {
        this.num = num;
        System.out.println("----CloneMode构造函数----");
    }

    public CloneMode clone() {
        CloneMode cm;
        try {
            cm = (CloneMode) super.clone();
            cm.num = this.num;
            //深拷贝：引用类型对象也进行拷贝；
            cm.lists = (ArrayList<String>)this.lists.clone();

            //浅拷贝
            //cm.lists = this.lists;
            return cm;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }

}

Android中的原型模式

Uri uri=Uri.parse("smsto:10086");
Intent shareIntent=new Intent(Intent.ACTION_SENDTO,uri);

//克隆副本
Intent intent=(Intetn)shareIntent.clone();
startActivity(intent);

工厂模式

定义:工厂模式定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。

下述代码为工厂模式的通用代码

public abstract class Product{
    public abstract void method();
} 

public class ConcreteProductA extends Prodect{
    public void method(){
        System.out.println("我是产品A!");
    }
}

public class ConcreteProductB extends Prodect{
    public void method(){
        System.out.println("我是产品B!");
    }
}
public  abstract class Factory{
    public abstract Product createProduct();
}

public class MyFactory extends Factory{

    public Product createProduct(){
        return new ConcreteProductA();
    }
}

Android中的工厂模式

其实，在getSystemService方法中就是用到了工厂模式，他就是根据传入的参数决定创建哪个对象，当然了，由于返回的都是以单例模式存在的对象，因此不用new，直接把单例返回就好。

public Object getSystemService(String name) {
    if (getBaseContext() == null) {
        throw new IllegalStateException("System services not available to Activities before onCreate()");
    }
    //........
    if (WINDOW_SERVICE.equals(name)) {
         return mWindowManager;
    } else if (SEARCH_SERVICE.equals(name)) {
        ensureSearchManager();
        return mSearchManager;
    }
    //.......
    return super.getSystemService(name);
  }

抽象工厂模式

定义：为创建一组相关或者是相互依赖的对象提供一个接口，而不需要指定他们的具体类。

模式通用代码：

public abstract class AbstractProductA{
    public abstract void method();
}
public abstract class AbstractProdectB{
    public abstract void method();
}

public class ConcreteProductA1 extends AbstractProductA{
    public void method(){
        System.out.println("具体产品A1的方法！");
    }
}
public class ConcreteProductA2 extends AbstractProductA{
    public void method(){
        System.out.println("具体产品A2的方法！");
    }
}
public class ConcreteProductB1 extends AbstractProductB{
    public void method(){
        System.out.println("具体产品B1的方法！");
    }
}
public class ConcreteProductB2 extends AbstractProductB{
    public void method(){
        System.out.println("具体产品B2的方法！");
    }
}

public abstract class AbstractFactory{
    public abstract AbstractProductA createProductA();

    public abstract AbstractProductB createProductB();
}

public  class ConcreteFactory1 extends AbstractFactory{
    public  AbstractProductA createProductA(){
        return new ConcreteProductA1();
    }

    public  AbstractProductB createProductB(){
        return new ConcreteProductB1();
    }
}

public  class ConcreteFactory2 extends AbstractFactory{
    public  AbstractProductA createProductA(){
        return new ConcreteProductA2();
    }

    public  AbstractProductB createProductB(){
        return new ConcreteProductB2();
    }
}

Android中的抽象工厂模式

从Framework角度来看，Activity和Service都可以看做是一个具体的工厂，oncreate()和onBind()就相当于一个工厂方法。