单例设计模式
核心知识点如下
方法一 单例模式的实现：饿汉式,线程安全 但效率比较低
方法二 单例模式的实现：饱汉式,非线程安全
方法三 单例模式的实现：饱汉式,线程安全简单实现
方法四 单例模式最优方案 线程安全 并且效率高

单例设计模式

Singleton是一种创建型模式，指某个类采用Singleton模式，则在这个类被创建后，只可能产生一个实例供外部访问，并且提供一个全局的访问点。

核心知识点如下

  • 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化（采用private修饰）。
  • 在其内部产生该类的实例化对象，并将其封装成private static类型。
  • 定义一个静态方法返回该类的实例。

方法一 单例模式的实现：饿汉式,线程安全 但效率比较低

  1. /**
  2. * 方法一
  3. * 单例模式的实现：饿汉式,线程安全 但效率比较低
  4. */
  5. publicclassSingletonTest{
  7. // 定义一个私有的构造方法
  8. privateSingletonTest(){
  9. }
  11. // 将自身的实例对象设置为一个属性,并加上Static和final修饰符
  12. privatestaticfinalSingletonTest instance =newSingletonTest();
  14. // 静态方法返回该类的实例
  15. publicstaticSingletonTest getInstancei(){
  16. return instance;
  17. }
  19. }

方法一就是传说的中的饿汉模式
优点是：写起来比较简单，而且不存在多线程同步问题，避免了synchronized所造成的性能问题；
缺点是：当类SingletonTest被加载的时候，会初始化static的instance，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的instance对象便一直占着这段内存（即便你还没有用到这个实例），当类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存，因此在某些特定条件下会耗费内存。

方法二 单例模式的实现：饱汉式,非线程安全

  1. /**
  2. *方法二
  3. * 单例模式的实现：饱汉式,非线程安全
  4. *
  5. */
  6. publicclassSingletonTest{
  8. // 定义私有构造方法（防止通过 new SingletonTest()去实例化）
  9. privateSingletonTest(){
  10. }
  12. // 定义一个SingletonTest类型的变量（不初始化，注意这里没有使用final关键字）
  13. privatestaticSingletonTest instance;
  15. // 定义一个静态的方法（调用时再初始化SingletonTest，但是多线程访问时，可能造成重复初始化问题）
  16. publicstaticSingletonTest getInstance(){
  17. if(instance ==null)
  18. instance =newSingletonTest();
  19. return instance;
  20. }
  21. }

方法二就是传说的中的饱汉模式
优点是：写起来比较简单，当类SingletonTest被加载的时候，静态变量static的instance未被创建并分配内存空间，当getInstance方法第一次被调用时，初始化instance变量，并分配内存，因此在某些特定条件下会节约了内存；
缺点是：并发环境下很可能出现多个SingletonTest实例。

方法三 单例模式的实现：饱汉式,线程安全简单实现

  1. /**
  2. *方法三
  3. * 单例模式的实现：饱汉式,线程安全简单实现
  4. *
  5. */
  6. publicclassSingletonTest{
  8. // 定义私有构造方法（防止通过 new SingletonTest()去实例化）
  9. privateSingletonTest(){
  10. }
  12. // 定义一个SingletonTest类型的变量（不初始化，注意这里没有使用final关键字）
  13. privatestaticSingletonTest instance;
  15. // 定义一个静态的方法（调用时再初始化SingletonTest，使用synchronized 避免多线程访问时，可能造成重的复初始化问题）
  16. publicstaticsynchronizedSingletonTest getInstance(){
  17. if(instance ==null)
  18. instance =newSingletonTest();
  19. return instance;
  20. }
  21. }

方法三为方法二的简单优化
优点是：使用synchronized关键字避免多线程访问时，出现多个SingletonTest实例。
缺点是：同步方法频繁调用时，效率略低。

方法四 单例模式最优方案 线程安全 并且效率高

  1. /**
  2. * 方法四
  3. * 单例模式最优方案
  4. * 线程安全 并且效率高
  5. *
  6. */
  7. publicclassSingletonTest{
  9. // 定义一个私有构造方法
  10. privateSingletonTest(){
  12. }
  13. //定义一个静态私有变量(不初始化，不使用final关键字，使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性，避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时，被另外线程调用)
  14. privatestaticvolatileSingletonTest instance;
  16. //定义一个共有的静态方法，返回该类型实例
  17. publicstaticSingletonTest getIstance(){
  18. // 对象实例化时与否判断（不使用同步代码块，instance不等于null时，直接返回对象，提高运行效率）
  19. if(instance ==null){
  20. //同步代码块（对象未初始化时，使用同步代码块，保证多线程访问时对象在第一次创建后，不再重复被创建）
  21. synchronized(SingletonTest.class){
  22. //未初始化，则初始instance变量
  23. if(instance ==null){
  24. instance =newSingletonTest();
  25. }
  26. }
  27. }
  28. return instance;
  29. }
  30. }

方法四为单例模式的最佳实现。内存占用地，效率高，线程安全，多线程操作原子性。

  • 事实上，可以通过Java反射机制来实例化private类型的构造方法，此时基本上会使所有的Java单例实现失效