今天这篇文章，我们来了解下创造型设计模式的另外两个孪生兄弟Singleton与Prototype。在原型设计模式中，我们深入JVM的内存模型，最后顺便说一下。Java中按值传递和按引用传递。上一篇老王买了一个产品。我们从最原始的基本实现方法，到一个简单的（静态）工厂，再用工厂方法设计模式进行改造。最后，考虑到产品会产生变体，我们扩展到抽象工厂。设计模式相关代码已全部上传至码云，读者可自行下载学习测试。1.导致问题今天老王又来了，还是要买我们的产品。今天老王提出一个要求，每次买产品，一定要从货架上拿一样的。如果采用传统的实现方式，老王拿到产品的时候，可以直接和之前的进行对比。如有不符，老王退货。但是通过我们对软件七大设计原则的回顾，这显然违背了依赖倒置原则。为了避免耦合，让代码更容易维护，老王不能依赖具体的产品。2.单个case，我们在创建产品的时候需要对比产品，做出判断，老王就拿了。老王来之前应该有两种情况。一是产品在老王来之前就做好了，就是饿了么中国风。二是什么时候老王会来给他准备产品，也就是懒人风格。我们看具体的实例代码：懒汉式：/***懒汉式*@authortcy*@Date29-07-2022*/publicclassLazySingletonProduct{privatestaticvolatileLazySingletonProductinstance=null;privateLazySingletonProduct(){}publicstaticsynchronizedLazySingletonProductgetInstance(){if(instance==null){instance=newLazySingletonProduct();}返回实例；}饿汉式：/***饿汉式*@authortcy*@Date29-07-2022*/publicclassHungrySingletonProduct{privatestaticvolatileHungrySingletonProductinstance=newHungrySingletonProduct();私有HungrySingletonProduct(){};publicstaticsynchronizedHungrySingletonProductgetInstance(){if(instance==null){instance=newHungrySingletonProduct();}返回实例；}}老王类：/***@authortcy*@Date29-07-2022*/publicclassClient{publicstaticvoidmain(String[]args){HungrySingletonProductinstance1=HungrySingletonProduct.getInstance();HungrySingletonProductinstance2=HungrySingletonProduct.getInstance();if(instance1==instance2){System.out.println("我们是一样的...");}else{System.out.println("我们不一样..");}}}以上就是单例设计模式中的懒人风格和饿汉风格。应该是设计模式中最简单的一个，理解起来也不难。为了一起战胜老王和他的儿子小王，错的很尴尬。我们给方法加synchronized锁，给对象引用加volatile共享变量，但是这样会带来效率问题。如果不考虑多线程需求，读者可以自行去除。3、原型法老今天明显是找茬。他接着说，如果我不要了，我每次都会买不同的。你可以弄清楚。每次创建产品时，它都必须不同。传统的方式肯定是创建一个新的对象，但是每次创建一个对象都是一个复杂的过程，这也会带来一定的代码冗余。这就需要在创意设计模式中使用原型模式中的复制，分为浅复制和深复制。让我们先看看基本概念。浅克隆：创建一个新的对象，该对象的属性与原对象完全相同。对于非基本类型属性，它们仍然指向原始属性所指向的内存地址。深克隆：新建一个对象，属性中的引用类型也会被克隆，不再指向原属性所指向的内存地址。即老王购买产品时，如果产品是基本数据类型（byte（位）、short（短整数）、int（整数）、long（长整数）、float（单精度）、double（双精度）,char（字符）和boolean（布尔值））和String，那么我们使用浅拷贝。如果产品包含其他产品（对象）的引用类型，则使用深拷贝。要想理解深拷贝和浅拷贝的问题为什么会产生，就必须把目光放在JVM的内存模型上。我们声明了一个基本数据类型的变量a=2，其实就是直接把a=2存入栈中，复制的时候直接把值复制过来，也就是直接有a的副本。当我们创建一个对象Studentstu=newStudent()时，这个对象的值实际上是存放在堆中的，而栈中存放的只是stu="objectaddress"，stu指向的是堆中的地址。jvm复制的时候，只是复制了栈中的地址，但是他们堆中的对象其实是一个。我们再看看String类型。String存在于堆内存和常量池中；这个比较特殊，转账是参考地址；由于其最终性，每次赋值都是一个新的引用地址，原对象的引用和副本的引用互不影响。因此，String和基本数据类型一样，表现出“深拷贝”的特性。下面具体看一下实现代码：浅拷贝类：/***@authortcy*@Date29-07-2022*/publicclassShallowProductimplementsCloneable{privateStringname;私人整数；publicvoidshow(){System.out.println("这是浅积..."+name+"数量："+num);}publicStringgetName(){返回名称；}publicShallowProductsetName(Stringname){this.name=name;归还这个；}publicintgetNum(){返回数字；}publicShallowProductsetNum(intnum){this.num=num;归还这个；}@OverridepublicShallowProductclone()抛出CloneNotSupportedException{return(ShallowProduct)super.clone();如果你需要一个对象的浅拷贝，你需要该对象实现Cloneable接口并重写clone()方法。publicvoidshallowTest()throwsCloneNotSupportedException{ShallowProductproduct1=newShallowProduct();ShallowProductproduct2=product1.clone();product1.setName("老王");product2.setName("老李");product1.setNum(1);product2.setNum(2);product1.show();product2.show();}调用时输出对象中的值直接是两个不同的对象，实现了对象的浅拷贝。如果对象包含引用类型怎么办？那么如何实现呢。其实原理也很简单，只需要像浅拷贝一样操作非基本数据类型，然后在当前的clone()方法中，调用非基本数据类型的clone()方法即可深拷贝参考类：/***@authortcy*@Date29-07-2022*/publicclassChildimplementsCloneable{privateStringchildName;publicStringgetChildName(){返回子名；}publicChildsetChildName(StringchildName){this.childName=childName;归还这个；}@OverrideprotectedChildclone()throwsCloneNotSupportedException{return(Child)super.clone();}}深拷贝类：/***@authortcy*@Date29-07-2022*/publicclassDeepProductimplementsCloneable{privateStringname;私有整数；私人儿童儿童；publicStringgetName(){返回名称；}publicDeepProductsetName(Stringname){this.name=name;归还这个；}publicIntegergetNum(){返回数字；}publicDeepProductsetNum(Integernum){this.num=num;归还这个；}publicvoidshow(){System.out.println("这是一个深度产品..."+name+"数量："+num+"包括child:"+child.getChildName());}@OverridepublicDeepProductclone()throwsCloneNotSupportedException{DeepProductclone=(DeepProduct)super.clone();clone.child=child.clone();返回克隆；}publicChildgetChild(){返回孩子；}publicDeepProductsetChild(Childchild){this.child=child;归还这个；}}让我们测试对象中的值是否已经改变publicvoiddeepTest()抛出CloneNotSupportedException{DeepProductproduct1=newDeepProduct();孩子孩子=新孩子（）；child.setChildName("老王孩子");product1.setName("老王");product1.setNum(1);product1.setChild(孩子);//------------DeepProductproduct2=product1.clone();product2.setName("老李");product2.setNum(2);product2.getChild().setChildName("老李孩子");product1.show();product2.show();}老李和老王都输出正确，说明执行没有问题。这倒是符合老王的要求。说完jvm的内存模型，就要说说java中的值传递和引用传递了。其实java应该是按值传递的。调用方法时，如果参数是基本数据类型，那么传递的是一个副本。不管我们在方法中如何给它赋值，它原来的值都不会改变。调用方法时，如果参数是引用数据类型，则传递对象的地址。如果我们在方法中修改了这个对象，就会影响它原来的对象。出现这种现象的原因其实和浅拷贝和深拷贝的原理是一样的，都是栈和堆内存的结构造成的。老王见自己的要求得到了满足，终于心满意足地拿着产品离开了。
