大话设计模式笔记(十八)の单例模式

单例模式

定义

保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问,但它不能防止你实例化多个对象。一个最好的办法就是,让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。

UML图

方式一:单线程下的单例

 1.  /**
 2.   * Created by callmeDevil on 2019/8/17.
 3.   */
 4.  public class Singleton {
 5.  
 6.      private static Singleton instance;
 7.  
 8.      private Singleton(){} //构造方法私有,防止外界创建实例
 9.  
10.      // 获得本类实例的唯一全局访问点
11.      public static Singleton getInstance(){
12.          if (instance == null) {
13.              //若实例不存在,则创建一个新实例,否则直接返回已有实例
14.              instance = new Singleton();
15.          }
16.          return instance;
17.      }
18.  
19.  }
20.  

测试

 1.  public class Test {
 2.      public static void main(String[] args) {
 3.          Singleton s1 = Singleton.getInstance();
 4.          Singleton s2 = Singleton.getInstance();
 5.          if (s1 == s2) {
 6.              System.out.println("两个对象是相同的实例");
 7.          }
 8.      }
 9.  }
10.  

测试结果

1.  两个对象是相同的实例
2.  

在没有并发问题的情况下,这种方式也是使用比较多的。但缺点也很明显,多线程下根本没法用。

方式二:多线程下的单例

 1.  /**
 2.   * Created by callmeDevil on 2019/8/17.
 3.   */
 4.  public class SingletonOnLock {
 5.  
 6.      private static SingletonOnLock instance;
 7.      
 8.      private SingletonOnLock(){}
 9.  
10.      public static SingletonOnLock getInstance(){
11.          // 同步代码块,只有一个线程能进入,其他阻塞
12.          synchronized (SingletonOnLock.class){
13.              if(instance == null){
14.                  instance = new SingletonOnLock();
15.              }
16.          }
17.          return instance;
18.      }
19.  
20.  }
21.  

存在问题

当存在对象实例时,完全不用担心并发时导致中创建多个实例,但每次调用 getInstance() 方法时都被加锁,是会影响性能的,因此这个类可以继续改良。

方式三:双重锁定(DCL)

 1.  /**
 2.   * Created by callmeDevil on 2019/8/17.
 3.   */
 4.  public class SingletonOnDoubleCheckLock {
 5.  
 6.      private static SingletonOnDoubleCheckLock instance;
 7.  
 8.      private SingletonOnDoubleCheckLock(){}
 9.  
10.      public static SingletonOnDoubleCheckLock getInstance(){
11.          // 先判断实例是否存在,不存在再考虑并发问题
12.          if (instance == null) {
13.              synchronized (SingletonOnDoubleCheckLock.class){
14.                  if(instance == null){
15.                      instance = new SingletonOnDoubleCheckLock();
16.                  }
17.              }
18.          }
19.          return instance;
20.      }
21.      
22.  }
23.  

两次判断实例是否存在的原因

当实例存在时,就直接返回,这是没有问题的。当实例为空并且有两个线程调用 getInstance() 方法时,它们都可以通过第一重 instace == null 的判断,然后由于 synchronized 机制,只有一个线程可以进入,另一个阻塞,必须要在同步代码块中的线程出来后,另一个线程才会进入。而此时如果没有第二重的判断,那第二个线程仍然会创建实例,这就达不到单例的目的了。

但这种方式是最让人“诟病”的一种不推荐方式,技巧看上去很好,但实际上同样影响性能

方式四:静态初始化

 1.  /**
 2.   * 该类声明为final ,阻止派生,因为派生可能会增加实例
 3.   * Created by callmeDevil on 2019/8/17.
 4.   */
 5.  public final class SingletonStatic {
 6.      
 7.      // 第一次引用类的任何成员时就创建好实例,同时没有并发问题
 8.      private static final SingletonStatic instance = new SingletonStatic();
 9.      
10.      private SingletonStatic(){}
11.      
12.      public static SingletonStatic getInstance(){
13.          return instance;
14.      }
15.      
16.  }
17.  

JVM第一次加载类的时候就已经创建好了实例,如果接下来的很长时间都没有用到的话,占用的内存相当于被浪费了,也不是最让人推荐的一种方式。当然现在的服务器容量也越来越大,单单一个实例的内存也并不是任何情况都要考虑节省。除非追求极致。。

总结

  • 静态初始化的方式是自己被加载时就已经将自己实例化,因此也被称为“饿汉式”。
  • 其他方式是要在第一次被引用时,才会将自己实例化,所以被称为“懒汉式”。
  • 其实单例模式还有很多种实现方式,下面再提一种《大话设计模式》中未提到的实现:静态内部类。 这是楼主在《Java并发编程实战》中看到的,也是最为推荐的一种。

扩展

方式五:静态内部类

 1.  /**
 2.   * Created by callmeDevil on 2019/8/17.
 3.   */
 4.  public class SingletonStaticClass {
 5.  
 6.      private SingletonStaticClass() {}
 7.  
 8.      public SingletonStaticClass getInstande() {
 9.          return InterClass.instance;
10.      }
11.  
12.      // 静态内部类,没有并发问题
13.      private static final class InterClass {
14.          public static SingletonStaticClass instance = new SingletonStaticClass();
15.      }
16.  
17.  }
18.  

推荐原因

JVM第一次加载外部的 SingletonStaticClass 时,并不会直接实例化,所以这种方式也属于“懒汉式”。只有在第一次调用 getInstance() 方法时,JVM才会加载内部类 InterClass,接着才实例化静态变量,也就是我们需要的外部类的单例。这样不仅延时了实例化,同时也解决了并发访问的问题,因此该方式是最为推荐的一种方式。

posted @   callmeDevil  阅读(434)  评论(0编辑  收藏  举报
点击右上角即可分享
微信分享提示