大家好，我是此林。
設計模式為解決特定問題提供了標準化的方法。在項目中合理應用設計模式，可以避免重復解決相同類型的問題，使我們能夠更加專注于具體的業務邏輯，減少重復勞動。設計模式在定義系統結構時通常考慮到未來的擴展。例如，工廠模式、策略模式等能讓系統在增加新功能時無需改動現有代碼，只需擴展新模塊即可，減少了修改現有代碼的風險。
今天分享的是單例模式和模板模式，這兩種設計模式在項目和源碼中的使用。
1. 單例模式
一般開發中，我們使用的是 Spring 框架，默認情況下，我們通過 @Bean、@Component 等注解注入的 Bean 對象是 單例的（即 Singleton），也就是說?Spring 會在容器啟動時創建一個該類型的 Bean 實例，并在整個應用程序上下文中共享這個實例。可以通過 @Scope 注解來指定 Bean 的作用域，控制其生命周期和作用范圍。默認的作用域是 @Scope("singleton")。
那 Spring 是如何實現單例模式的呢？
關注源碼，發現 Spring 維護了一個全局的單例池（ConcurrentHashMap），key 是 BeanName，value 是 Bean 對象。
（DefaultSingletonBeanRegistry 類實現了 SingletonBeanRegistry 接口）
我們在開發過程中使用Bean對象，會根據 BeanName 去單例池中獲取 Bean 對象，保證了對象的全局的唯一性。
當然，它和我們平時所說的幾種單例模式實現還是不一樣的。
1. 餓漢式
public class Singleton {private static final Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getSingleton() {return instance;}
}關鍵點：
1. 使用 private 關鍵字，代表外部無法對變量?instance 直接修改
2. 使用 static 關鍵字，代表?instance 變量在類加載的時候就會被初始化，這個和 JVM 加載類有關。
3. final 關鍵字的作用：
final用于修飾變量時，表示該變量 一旦賦值就不能再被修改。也就是說，變量 引用 一旦指向某個對象，就不能再指向其他對象。- 當
final修飾一個引用變量時，它指向的對象不能改變。但是，引用的對象本身是可以改變的，也就是 對象內部的狀態是可以修改的。
4. 私有化構造方法。也就是防止外部通過 new 關鍵字創建多個實例。
5. 最后一個 getSingleton() 方法是提供全局訪問點，返回唯一實例。
6.?在類加載時就初始化實例，避免線程安全問題。缺點是無論是否使用該實例，都會創建一個實例，浪費內存資源。
2. 雙重檢查鎖定（懶加載）
public class Singleton {private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getSingleton() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;} }關鍵點：
1. 由于?instance 用了 static 修飾（類級別的變量），且沒有初始化，那么類加載的時候 instance 賦值為 null。
2. 不加 final ，是因為后續 instance 需要的時候會被賦值；如果加了 final ，那么 instance 永遠只能指向 null。當然哈，jdk 是不允許加了 final 的變量為 null 的，會直接編譯錯誤。
3. 加上 volatile 關鍵字，是保證多線程下的內存可見性。即：一個線程修改了 instance 的值，另一個線程馬上就能看到，也就是強制讀主內存，不讀工作內存。
4. 私有化構造方法。同上，防止外部通過 new 創建多個實例。
getSingleton() 詳解：
其實去掉第一個 if 判斷也可以，也就是這樣：
public static Singleton getSingleton() {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}return instance;} 1. 加上第一個 if 的好處是：
無鎖判斷，instance 不為空直接返回，為 null 再加同步鎖，提高性能，避免每次獲取都加鎖。
2. 加了鎖之后為什么還要判斷呢？
試想這么一個場景：兩個線程同時來了，都發現 instance 為 null，線程A先獲取了鎖創建了對象，那么線程B獲取鎖后無需創建對象，所以要在判斷一次是否為 null。
3. 靜態內部類（懶加載）
public class Singleton {private Singleton(){}private static class SingletonHolder {private static final Singleton instance = new Singleton();}public static Singleton getSingleton() {return SingletonHolder.instance;}
}使用靜態內部類的方式實現單例，JVM 會在加載外部類時延遲加載內部類，既能實現懶加載，又能避免多線程問題。
4. 枚舉類
public enum Singleton {INSTANCE;public void test() {}
}其他所有的實現單例的方式其實是有問題的，那就是可能被反序列化和反射破壞。
枚舉的寫法的優點：
- 不用考慮懶加載和線程安全的問題，代碼寫法簡潔優雅
- 線程安全
反編譯任何一個枚舉類會發現，枚舉類里的各個枚舉項是是通過static代碼塊來定義和初始化的，它們會在類被加載時完成初始化，而java類的加載由JVM保證線程安全，所以，創建一個Enum類型的枚舉是線程安全的
- 防止破壞單例
我們知道，序列化可以將一個單例的實例對象寫到磁盤，然后再反序列化讀回來，從而獲得一個新的實例。即使構造函數是私有的，反序列化時依然可以通過特殊的途徑去創建類的一個新的實例，相當于調用該類的構造函數。
Java對枚舉的序列化作了規定，在序列化時，僅將枚舉對象的name屬性輸出到結果中，在反序列化時，就是通過java.lang.Enum的valueOf來根據名字查找對象，而不是新建一個新的對象。枚舉在序列化和反序列化時，并不會調用構造方法，這就防止了反序列化導致的單例破壞的問題。
對于反射破壞單例的而言，枚舉類有同樣的防御措施，反射在通過newInstance創建對象時，會檢查這個類是否是枚舉類，如果是，會拋出異常java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects，表示反射創建對象失敗。
5. 模板模式
實現模板方法通常有兩步：
1. 抽象類：定義模板方法和抽象方法，在模板方法里會調用抽象方法。
2. 子類：繼承抽象類，重寫抽象方法。子類運行時調用父類的模板方法，模板方法運行時再去調用子類重寫的抽象方法。
源碼應用（AQS，Reentrantlock）
1. AQS 的模板方法定義
AQS 是基礎的抽象類，提供通用的同步機制。它的 acquire() 和 release() 方法是模板方法。AQS 中的 tryAcquire() 和 tryRelease() 抽象方法，定義了獲取鎖和釋放鎖的具體邏輯。
2. ReentrantLock.lock() 源碼
這里?ReentrantLock.lock() 內部就是調用 AQS 的模板方法?acquire()，1 表示要獲取一個鎖，后續 state 會加1。
這是 AQS 的模板方法，其中 tryAcquire(arg) 方法由子類 ReentrantLock 重寫實現。
AQS 作為一個抽象類，除了被 ReentrantLock 繼承，還被 CountDownLatch、Semaphore繼承。所以說，AQS 提供通用的 模板方法，提高了代碼的復用性。
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