jvm|设计模式：单例模式和原型模式 Java

一、单例模式1、基础概念
单例设计模式定义：确保这个类只有一个实例，并且自动的实例化向系统提供这个对象。
Singleton描述单例类，构造函数使用private修饰，确保系统中只能产生一个实例，并且自动生成的。
2、延迟类初始化
类级内部类
简单点说，类级内部类指的是，有static修饰的成员式内部类。如果没有static修饰的成员式内部类被称为对象级内部类。
类级内部类相当于其外部类的static成分，它的对象与外部类对象间不存在依赖关系，因此可直接创建。而对象级内部类的实例，是绑定在外部对象实例中的。
类级内部类中，可以定义静态的方法。在静态方法中只能够引用外部类中的静态成员方法或者成员变量。
类级内部类相当于其外部类的成员，只有在第一次被使用的时候才被会装载。
多线程缺省同步锁
在多线程开发中，为了解决并发问题，主要是通过使用synchronized来加互斥锁进行同步控制。但是在某些情况中， JVM已经隐含地执行了同步，这些情况下就不用自己再来进行同步控制了。这些情况包括：

由静态初始化器（在静态字段上或static{块中的初始化器）初始化数据时
访问final字段时
在创建线程之前创建对象时
线程可以看见它将要处理的对象时

实现方式
要想很简单地实现线程安全，可以采用静态初始化器的方式，它可以由JVM来保证线程的安全性。比如前面的饿汉式实现方式，在类装载的时候就初始化对象，不管是否需要，存在一定的空间浪费。
一种可行的方式就是采用类级内部类，在这个类级内部类里面去创建对象实例。这样一来，只要不使用到这个类级内部类，那就不会创建对象实例，从而同时实现延迟加载和线程安全。
3、注意事项
单例模式细节说明

单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。
当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new Object() 的方式。
单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象) ，但又经常用到的对象。

4、优缺点
优点

单例模式只会创建一个对象实例，减少内存消耗
设置全局访问点，优化共享资源的访问

缺点

没有接口，很难扩展
不利于测试
【jvm|设计模式：单例模式和原型模式】与单一职责原则冲突

二、原型模式简介1、基础概念
原型模式属于对象的创建模式。通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型，然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象。
2、模式结构
原型模式要求对象实现一个可以“克隆”自身的接口，这样就可以通过复制一个实例对象本身来创建一个新的实例。这样一来，通过原型实例创建新的对象，就不再需要关心这个实例本身的类型，只要实现了克隆自身的方法，就可以通过这个方法来获取新的对象，而无须再去通过new来创建。
3、UML关系图

4、核心角色
这种形式涉及到三个角色：

客户(Client)角色：客户类提出创建对象的请求。
抽象原型(Prototype)角色：这是一个抽象角色，通常由一个Java接口或Java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。
具体原型（Concrete Prototype）角色：被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。

5、优缺点总结
优点总结
原型模式允许在运行时动态改变具体的实现类型。原型模式可以在运行期间，由客户来注册符合原型接口的实现类型，也可以动态地改变具体的实现类型，看起来接口没有任何变化，但其实运行的已经是另外一个类实例了。因为克隆一个原型就类似于实例化一个类。
缺点总结
原型模式最主要的缺点是每一个类都必须配备一个克隆方法。配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类来说不是很难，而对于已经有的类不一定很容易，特别是当一个类引用不支持序列化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。
三、深浅拷贝1、浅拷贝

数据类型是基本数据类型、String类型的成员变量，浅拷贝直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。
数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是数组、类的对象等，浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值（内存地址）复制一份给新的对象。实际上两个对象的成员变量都指向同一个实例。修改其中一个对象属性会影响到另一个对象的属性。
浅拷贝是使用默认的 clone()方法来实现。

2、深拷贝
概念描述
除了浅拷贝要拷贝的值外，还负责拷贝引用类型的数据。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象，这种对被引用到的对象的复制叫做间接复制。
源代码
序列化实现深度克隆
对象写到流里的过程是序列化(Serialization)过程；而把对象从流中读出来的过程则叫反序列化(Deserialization)过程。应当指出的是，写到流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。
在Java语言里深度克隆一个对象，常常可以先使对象实现Serializable接口，然后把对象（实际上只是对象的拷贝）写到一个流里（序列化），再从流里读回来（反序列化），便可以重建对象。