设计模式读书笔记-----单例模式
有时候某些对象我们只需要一个,如:线程池、缓存、对话框等等,对于这类对象我们只能有一个实例,如果我
们制造出多个实例,就会导致很多问题产生。
但是我们怎样才能保证一个类只有一个实例并且能够便于访问?这里我们想到了全局变量,全局变量确实是可以
保证该类可以随时访问,但是它很难解决只有一个实例问题。最好的办法就是让该自身来负责保存它的唯一实例。这
个类必须要保证没有其他类来创建它。这里我们可以将其构造方法私有化。即
1 Public MyClass{ 2 PrivateMyClass(){} 3 }
含有私有化构造器的类就能保证它不能被其他类实例化了。但是我们如何来获取这个实例化类呢?提供一个方法
用于返回该类的实例对象即可实现。
1 public class MyClass { 2 private MyClass(){ 3 4 } 5 6 public static MyClass getInstance(){ 7 return new MyClass(); 8 } 9 }
一、基本定义
通过上面简单介绍,我们可以对单例模式有一个简单的认识。所谓单例模式就是确保某一个类只有一个实例,并
且提供一个全局访问点。
从上面可以看出单例模式有如下几个特点:
一、它只有一个实例。
二、它必须要自行实例化。
三、它必须自行想整个系统提供访问点。
二、模式结构
单例模式可以说是最简单的设计模式了,它仅有一个角色Singleton。
Singleton:单例。
三、模式实现
1 public class Singleton { 2 //利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 3 private static Singleton uniqueInstance; 4 5 /* 6 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器 7 */ 8 private Singleton(){ 9 10 } 11 12 public static Singleton getInstance(){ 13 if(uniqueInstance == null){ 14 uniqueInstance = new Singleton(); 15 } 16 17 return uniqueInstance; 18 } 19 20 }
在《Head First》有这样一个场景,就是说有两个线程都要执行这段代码,很有可能会产生两个实例对象。如下图:
这里有三种解决方案。
第一、 使用synchronized来处理。也就是说将getInstance()方法变成同步方法即可。
1 public class Singleton { 2 //利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 3 private static Singleton uniqueInstance; 4 5 /* 6 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器 7 */ 8 private Singleton(){ 9 10 } 11 12 public static synchronized Singleton getInstance(){ 13 if(uniqueInstance == null){ 14 uniqueInstance = new Singleton(); 15 } 16 17 return uniqueInstance; 18 } 19 20 }
第二、 直接初始化静态变量。这样就保证了线程安全。
1 public class Singleton { 2 /* 3 * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 4 * 直接初始化静态变量,这样就可以确保线程安全了 5 */ 6 private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); 7 8 /* 9 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器 10 */ 11 private Singleton(){ 12 13 } 14 15 public static Singleton getInstance(){ 16 return uniqueInstance; 17 } 18 19 }
第三、 用“双重检查加锁”,在getInstance()中减少使用同步。
1 public class Singleton { 2 /* 3 * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 4 * volatile 关键字确保:当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时, 5 * 多个线程正确地处理uniqueInstance变量 6 * 7 */ 8 private volatile static Singleton uniqueInstance; 9 10 /* 11 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器 12 */ 13 private Singleton(){ 14 15 } 16 17 /* 18 * 19 * 检查实例,如果不存在,就进入同步区域 20 */ 21 public static Singleton getInstance(){ 22 if(uniqueInstance == null){ 23 synchronized(Singleton.class){ //进入同步区域 24 if(uniqueInstance == null){ //在检查一次,如果为null,则创建 25 uniqueInstance = new Singleton(); 26 } 27 } 28 } 29 30 return uniqueInstance; 31 } 32 33 }
在这里是首先检查是否实例已经创建了,如果尚未创建,才会进行同步。这样一来。只有第一次会同步。
四、模式优缺点
优点
一、节约了系统资源。由于系统中只存在一个实例对象,对与一些需要频繁创建和销毁对象的系统而言,单
例模式无疑节约了系统资源和提高了系统的性能。
二、因为单例类封装了它的唯一实例,所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它。
缺点
一、由于单例模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。
二、单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。
五、模式使用场景
下列几种情况可以使用单例模式。
一、系统只需要一个实例对象,如系统要求提供一个唯一的序列号生成器,或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。
二、客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点,除了该公共访问点,不能通过其他途径访问该实例。
六、总结
1. 单例模式中确保程序中一个类最多只有一个实例。
2. 单例模式的构造器是私有了,而且它必须要提供实例的全局访问点。
3. 单例模式可能会因为多线程的问题而带来安全隐患。
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作者:chenssy。一个专注于【死磕 Java】系列创作的男人
出处:https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3170538.html
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