创建型模式（二）
关于创建型模式中工厂方法模式，抽象工厂模式在上一篇文章中我们了解了一下，今天我们看一下单例模式，建造者模式，原型模式。
单例模式
单例模式我们用的很多，我想大家也都理解这种模式，就是保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。 这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
通常单例模式有5种实现方式：懒汉式；饿汉式；双检锁；静态内部类；枚举。个人推荐使用枚举，因为使用反序列化攻击和反射也不会创建新的对象出来，虽然其他实现方法也有办法避免这种攻击但是需要写一定量的代码
1、懒汉式 ：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}2、饿汉式 ：类加载时就初始化，浪费内存。
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}3、双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}4、登记式/静态内部类。这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}5、枚举。这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}建造者模式
建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。 一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。
优点： 1、建造者独立，易扩展。 2、便于控制细节风险。
缺点： 1、产品必须有共同点，范围有限制。 2、如内部变化复杂，会有很多的建造类。
建造者模式举例：去肯德基点餐，我们可以认为点餐就属于一个建造订单的过程。我们点餐的顺序是无关的，点什么东西也是没有要求的，可以单点，也可以点套餐，也可以套餐加单点，但是最后一定要点确认来完成订单。
public class OrderBuilder{
private Burger mBurger;
private Suit mSuit;
//单点汉堡,num为数量
public OrderBuilder burger(Burger burger， int num){
mBurger = burger;
}
//点套餐，实际中套餐也可以点多份
public OrderBuilder suit(Suit suit, int num){
mSuit = suit;
}
//完成订单
public Order build(){
Order order = new Order();
order.setBurger(mBurger);
order.setSuit(mSuit);
return order;
}
}另外适用于快速失败，在 build 时可以做校验，如果不满足必要条件，则可以直接抛出创建异常，在 OkHttp3 中的 Request.Builder 中就是这样用的。
public Request build() {
if (url == null) throw new IllegalStateException("url == null");
return new Request(this);
}例如订单要求价格至少达到 30 块:
public class RequestBuilder{
private final String mUrl;
private Map<String, String> mHeaders = new HashMap<String, String>();
private RequestBuilder(String url){
mUrl = url;
}
public static RequestBuilder newBuilder(String url){
return new RequestBuilder(url);
}
public RequestBuilder addHeader(String key, String value){
mHeaders.put(key, value);
}
public Request build(){
Request request = new Request();
request.setUrl(mUrl);
request.setHeaders(mHeaders);
return request;
}
}另外，在构建时如果有必传参数和可选参数，可以为 Builder 类添加构造函数来保证必传参数不会遗漏，例如在构建一个 http 请求时, url 是必传的:
public class RequestBuilder{
private final String mUrl;
private Map<String, String> mHeaders = new HashMap<String, String>();
private RequestBuilder(String url){
mUrl = url;
}
public static RequestBuilder newBuilder(String url){
return new RequestBuilder(url);
}
public RequestBuilder addHeader(String key, String value){
mHeaders.put(key, value);
}
public Request build(){
Request request = new Request();
request.setUrl(mUrl);
request.setHeaders(mHeaders);
return request;
}
}原型模式
原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。 这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。
优点： 1、性能提高。 2、逃避构造函数的约束。
缺点： 1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。 2、必须实现 Cloneable 接口。
原型模式中有三个登场角色：
原型角色：定义用于复制现有实例来生成新实例的方法；
// 以贴主示例代码为例
implements Cloneable // 1.（抽象类或者接口）实现 java.lang.Cloneable 接口
public Shape clone(); // 2.定义复制现有实例来生成新实例的方法具体原型角色：实现用于复制现有实例来生成新实例的方法
public Shape clone() {// 2.实现复制现有实例来生成新实例的方法（也可以由超类完成）
Shape clone = null;
try {
clone = (Shape) clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}使用者角色：维护一个注册表，并提供一个找出正确实例原型的方法。最后，提供一个获取新实例的方法，用来委托复制实例的方法生成新实例。
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable<String, Shape>();//维护一个注册表public static void loadCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.setId("1");
shapeMap.put(circle.getId(),circle);
Square square = new Square();
square.setId("2");
shapeMap.put(square.getId(),square);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setId("3");
shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);
}
public static Shape getShape(String shapeId) {//提供一个获取新实例的方法
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);//提供一个找出正确实例原型的方法
return (Shape) cachedShape.clone();//委托复制实例的方法生成新实例。
}