java設計模式

1、1、單例模式單例對象(Singleton )是一種常用的設計模式。在Java應用中，單例對象能保 證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在。正是由于這個特點，單例對象通常作為程序中的存放配置信息的載體，因為它能保證其他對象讀到一致的信息。 例如在某個服務器程序中，該服務器的配置信息可能存放在數(shù)據(jù)庫或文件中，這些配置數(shù)據(jù)由某個單例對象統(tǒng)一讀取，服務進程中的其他對象如果要獲取這些 配置信息，只需訪問該單例對象即可。這種方式極大地簡化了在復雜環(huán)境下，尤其是多線程環(huán)境下的配置管理，但是隨著應用場景的不同，也可能帶來一些同 步問題。本文將探討一下在多線程環(huán)境下，使用單例對象作配置信息管理時可能會帶 來的

2、幾個同步問題，并針對每個問題給出可選的解決辦法。問題描述在多線程環(huán)境下，單例對象的同步問題主要體現(xiàn)在兩個方面，單例對象的初始化和單例對象的屬性更新。本文描述的方法有如下假設：1. 單例對象的屬性(或成員變量)的獲取，是通過單例對象的初始化實現(xiàn) 的。也就是說，在單例對象初始化時，會從文件或數(shù)據(jù)庫中讀取最新的配置信息。2. 其他對象不能直接改變單例對象的屬性，單例對象屬性的變化來源于配 置文件或配置數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的變化。1.1單例對象的初始化首先，討論一下單例對象的初始化同步。 單例模式的通常處理方式是，在對 象中有一個靜態(tài)成員變量，其類型就是單例類型本身；如果該變量為 null ,則 創(chuàng)建該單例類型

3、的對象，并將該變量指向這個對象；如果該變量不為 null，則 直接使用該變量。其過程如下面代碼所示:public class GlobalC onfig private static GlobalConfig instanee = null;private Vector properties = nu II;private GlobalCo nfig() /Load con figurati on in formatio n from DB or file/Set values for propertiespublic static GlobalC onfig get In sta nce()

4、 if (in sta nee = nu II) in sta nee = new GlobalC on fig();return in sta nee;public Vector getProperties() retur n properties;這種處理方式在單線程的模式下可以很好的運行；但是在多線程模式下，可能產(chǎn) 生問題。如果第一個線程發(fā)現(xiàn)成員變量為 null ,準備創(chuàng)建對象；這是第二 個線 程同時也發(fā)現(xiàn)成員變量為null，也會創(chuàng)建新對象。這就會造成在一個 JVM中有 多個單例類型的實例。如果這個單例類型的成員變量在運行過程中變化，會造成多個單例類型實例的不一致，產(chǎn)生一些很奇怪的現(xiàn)象。

5、例如，某服務進程通過 檢查單例對象的某個屬性來停止多個線程服務，如果存在多個單例對象的實例， 就會造成部分線程服務停止，部分線程服務不能停止的情況。1.2單例對象的屬性更新通常，為了實現(xiàn)配置信息的實時更新，會有一個線程不停檢測配置文件或配 置數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，一旦發(fā)現(xiàn)變化，就更新到單例對象的屬性中。在更新這些信 息 的時候，很可能還會有其他線程正在讀取這些信息，造成意想不到的后果。還是以通過單例對象屬性停止線程服務為例， 如果更新屬性時讀寫不同步，可能訪問 該屬性時這個屬性正好為空（null ），程序就會拋出異常。解決方法2.1單例對象的初始化同步對于初始化的同步，可以通過如下代碼所采用的方式解決

6、。public class GlobalCo nfig private static GlobalConfig instance = nuII;private Vector properties = n ull;private GlobalConfig() /Load con figurati on in formatio n from DB or file /Set values for propertiesprivate static synchronized void synclnit() if (in sta nee = n ull) in sta nee = new GlobalC

7、on fig();public static GlobalC onfig get In sta nee() if (in sta nee = n ull) syncln it();retur n in sta nee;publie Veetor getProperties() retur n properties;這種處理方式雖然引入了同步代碼，但是因為這段同步代碼只會在最開始的 時候執(zhí)行一次或多次，所以對整個系統(tǒng)的性能不會有影響。2.2單例對象的屬性更新同步為了解決第2個問題，有兩種方法：1，參照讀者/寫者的處理方式設置一個讀計數(shù)器，每次讀取配置信息前，將計數(shù)器加1,讀完后將計數(shù)器減1.只有

8、在讀計數(shù)器為0時，才能更新數(shù)據(jù)，同時要阻塞所有讀屬性的調(diào)用。 代碼如下。publie elass GlobalCo nfig private statie GlobalConfig instanee; private Veetor properties = nu II;private boolea n isUpdati ng = false; private int readCo unt = 0;private GlobalCo nfig() /Load eonfiguration information from DB or file /Set values for propertiespr

9、ivate statie synchronized void synclnit() if (in sta nee = n ull) in sta nee = new GlobalC on fig();public statie GlobalC onfig get In sta nee() if (in sta nee=n ull) syncln it();return in sta nee;public synchroni zed void update(Stri ng p_data) syn cUpdate ln();/Update propertiesprivate synchroni z

10、ed void syn cUpdate ln() while (readCou nt > 0) try wait(); catch (Excepti on e) private synchroni zed void syn cRead ln() readCo un t+;private synchroni zed void syn cReadOut() readCo un t-;n otifyAII();public Vector getProperties() syn cReadI n();/Process datasyn cReadOut();retur n properties;2

11、,采用"影子實例"的辦法具體說，就是在更新屬性時，直接生成另一個單例對象實例，這個新生成的 單例對象實例將從數(shù)據(jù)庫或文件中讀取最新的配置信息；然后將這些配置信息直 接賦值給舊單例對象的屬性。如下面代碼所示。public class GlobalCo nfig private static GlobalConfig instance = nuII;private Vector properties = n ull;private GlobalConfig() /Load con figurati on in formatio n from DB or file /Set va

12、lues for propertiesprivate static synchronized void synclnit() if (in sta nee = n ull) in sta nee = new GlobalC on fig();public static GlobalC onfig get In sta nee() if (in sta nee = n ull) syncln it();retur n in sta nee;publie Veetor getProperties() retur n properties;publie void updateProperties()

13、 /Load updated con figurati on in formati on by new a GlobalC onfig objectGlobalC onfig shadow = new GlobalC on fig(); properties = shadow.getProperties();注意：在更新方法中，通過生成新的 GlobalCo nfig的實例，從文件或數(shù)據(jù) 庫中得到最新配置信息，并存放到 properties屬性中。上面兩個方法比較起來，第二個方法更好，首先，編程更簡單；其次，沒有 那么多的同步操作，對性能的影響也不大。2、單例模式2java模式之單例模式：單例

14、模式確保一個類只有一個實例，自行提供這個實例并 向整個系統(tǒng)提供這個實例。特點：1 , 一個類只能有一個實例2，自己創(chuàng)建這個實例3，整個系統(tǒng)都要使用這個實例例：在下面的對象圖中，有一個"單例對象"，而"客戶甲"、"客戶乙"和 "客戶丙"是單例對象的三個客戶對象?？梢钥吹?，所有的客戶對象共享一個單例 對象。而且從單例對象到自身的連接線可以看出，單例對象持有對自己的引用。Singleton 模式主要作用是保證在Java應用程序中，一個類Class只有 一個實例存在。在很多操作中，比如建立目錄數(shù)據(jù)庫連接都需要這樣的單線程操

15、作。一些資源管理器常常設計成單例模式。外部資源：譬如每臺計算機可以有若干個 打印機，但只能有一個Printer Spooler,以避免兩個打印作業(yè)同時輸出到打印機中。每臺計算機可以有若干個通信端口，系統(tǒng)應當集中管理這些通信端口，以避免一個通信端口被兩個請求同時 調(diào)用。內(nèi)部資源，譬如，大多數(shù)的軟件都有一個(甚至多個)屬性文件存放系統(tǒng) 配置。這樣的系統(tǒng)應當由一個對象來管理這些屬性文件。一個例子：Win dows回收站。在整個視窗系統(tǒng)中，回收站只能有一個實例，整個系統(tǒng)都使用這個惟一的實例， 而且回收站自行提供自己的實例。因此，回收站是單例模式的應用。兩種形式：1，餓漢式單例類public class

16、 Sin glet on private Si nglet on()/在自己內(nèi)部定義自己一個實例，是不是很奇怪？/注意這是private 只供內(nèi)部調(diào)用private static Sin glet on in sta nee = new Sin gleto n();/這里提供了一個供外部訪問本class的靜態(tài)方法，可以直接訪問public static Sin glet on get In sta nce() return in sta nee;2，懶漢式單例類public class Sin glet on private static Sin glet on in sta nee = n

17、ull;public static synchroni zed Sin glet on get In sta nce() /這個方法比上面有所改進，不用每次都進行生成對象，只是第一次/使用時生成實例，提高了效率！if (in sta nce=n ull)in sta nee = newSin gleto n();retur n in sta nee;第二中形式是lazy initialization，也就是說第一次調(diào)用時初始 Singleton ,以后就不用再生成了。注意至U lazy initialization形式中的 synchronized，這個 synchronized 很重要，如果

18、沒有synchronized，那么使用getlnstance() 是有可能得到多個 Sin gleto n 實例。一般來說第一種比較安全。用單例模式實現(xiàn)的java連接MySql數(shù)據(jù)庫package com.adrop.util;import java.sql.*;public class DBMa nager /用戶名 private String user =/密碼 private String password =""/主機 private String host =""/數(shù)據(jù)庫名字 private String database ="&q

19、uot; /private DBMa nager dbm=n ull;/* private String url="jdbc:mysql:/"+host+"/"+"useU nicode=true&characterE ncodi ng=GB231 2"*/ private String url =""private Connection con = n ull;Stateme nt stmt;/*私有的構造方法，保證外部不能實例化，只能由DBManager自己能提供自*己的實例，并且只能有一個。*根據(jù)主機

20、、數(shù)據(jù)庫名稱、數(shù)據(jù)庫用戶名、數(shù)據(jù)庫用戶密碼取得連接。* param host String* param database String* param user Stri ng* param password String*/ private DBMa nager(Stri ng host, String database, String user, String password) this.host = host;this.database = database;this.user = user;this.password = password;/顯示中文 this.url = "

21、;jdbc:mysql:" + host + "/" + database +"?useU nicode=true&characterE ncodi ng=GB2312"try Class.forName("org.gjt.mm.mysql.Driver");catch (ClassNotF oun dExcepti on e) System.err.pri ntl n("class not foun d:" + e.getMessage();try con = DriverManager.getConnection(this.url, this.user, this.password);/ 連接類型為 ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE,ResultSet.CONCUR_READ_ONLYstmt = co n.createStateme nt(ResultSet.TYPE_SCROLL_INSENSITIVE,ResultSet.CONCUR_READ_ONLY