设计模式【单例模式】

一、什么是单例模式

类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

二、单例模式的实现方式

1) 饿汉式(静态常量)

2) 饿汉式(静态代码块)

3)懒汉式(线程不安全)

4)懒汉式(线程安全,同步方法)

5) 双重检查

6) 静态内部类

7) 枚举

三、饿汉模式(静态常量)

步骤如下

  1. 构造器私有化 (防止 new )

  2. 类的内部创建对象

  3. 向外暴露一个静态的公共方法, getInstance()

class Singleton {
	//1. 构造器私有化, 外部不能new
	private Singleton() {}
	
	//2.本类内部创建对象实例
	private final static Singleton instance = new Singleton();
	
	//3. 提供一个公有的静态方法,返回实例对象
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

优缺点说明

优点:这种写法比较简单,就是在类装载的时候就完成实例化,避免了线程同步问题。

缺点:在类装载的时候就完成实例化,没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例,则会造成内存的浪费。

结论

这种单例模式可用,但可能造成内存浪费

四、饿汉式(静态代码块)

class Singleton {
	//1. 构造器私有化, 外部能new
	private Singleton() {}
	
	//2.本类内部创建对象实例
	private static Singleton instance;
	
    // 在静态代码块中,创建单例对象
	static { 
		instance = new Singleton();
	}
	
	//3. 提供一个公有的静态方法,返回实例对象
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

优缺点说明

这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。

结论:

这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费。

五、懒汉式(线程不安全)

class Singleton {
	private static Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一个静态的公有方法,当使用到该方法时,才去创建 instance,即懒汉式
	public static Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

优缺点说明

起到了Lazy Loading的效果,但是只能在单线程下使用。

如果在多线程下,一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式

结论:

在实际开发中,不要使用这种方式。

六、懒汉式(线程安全,同步方法)

class Singleton {
	private static Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一个静态的公有方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

优缺点说明

解决了线程不安全问题.

效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接return就行了。方法进行同步效率太低。

结论:

在实际开发中,不推荐使用这种方式。

七、双重检查

class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一个静态的公有方法,加入双重检查代码,解决线程不安全问题, 同时解决懒加载问题,还保证了效率, 推荐使用
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			synchronized (Singleton.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return instance;
	}
}

优缺点说明

  1. Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两次 if (singleton == null) 检查,这样就可以保证

线程安全了。

  1. 实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断 if (singleton == null),直接return实例化对象,也避免了反复进行方法同步。

  2. 线程安全;延迟加载;效率较高

结论:

在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式

八、静态内部类

class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	
	//构造器私有化
	private Singleton() {}
	
	//写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
	private static class SingletonInstance {
		private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
	}
	
	//提供一个静态的公有方法,直接返回SingletonInstance.INSTANCE
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		return SingletonInstance.INSTANCE;
	}
}

优缺点说明

  1. 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。

  2. 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化,而是在需要实例化时,调用getInstance方法,才会装载SingletonInstance类,从而完成Singleton的实例化。

  3. 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。

  4. 优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高

结论:

推荐使用

九、枚举

//使用枚举,可以实现单例, 推荐
enum Singleton {
	INSTANCE;
}

优缺点说明

  1. 这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

  2. 这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式。

结论:

推荐使用。

Java新手,若有错误,欢迎指正!

posted @ 2021-03-04 16:02  跑调大叔!  阅读(45)  评论(0编辑  收藏  举报