单例设计模式
什么是单例设计模式?
单例设计模式,是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中,应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
如图
具体实现
需要:
(1)将构造方法私有化,使其不能在类的外部通过 new 关键字实例化该类对象。
(2)在该类内部产生一个唯一的实例化对象,并且将其封装为 private static 类型。
(3)定义一个静态方法返回这个唯一对象。
案例一:"饿汉模式" (立即加载)
立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕(不管以后会不会使用到该实例化对象,先创建了再说,故称之为“饿汉模式”),常见的实现办法就是直接 new 实例化。
public class Singleton{
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并且static、final修饰
private static final Singleton instance = new Singleton();
// 构造方法私有化
private Singleton(){}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
“饿汉模式”的优缺点:
优点:实现起来简单,没有多线程同步问题。
缺点: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,并释放所有占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。
案例二:“懒汉模式”(延迟加载)
延迟加载就是调用get()方法时实例才被创建(先不急着实例化出对象,等要用的时候才给你创建出来,故称之为“懒汉模式”),常见的实现方法就是get方法中进行new实例化。
public class Singleton{
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleotn(){}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
“懒汉模式”的优缺点:
优点:实现起来比较简单,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:在多线程环境中,这种实现方法时完全错误的,根本不能保证单例的状态。
案例三:线程安全的“懒汉模式”
public class Singleton{
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton(){}
// 静态方法返回该实例,加synchronized关键字实现同步
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优点:在多线程情形下,保证了“懒汉式”的线程安全
缺点:众所周知在多线程情形下,synchronized方法通常效率低,显然这不是最佳的实现方案。
案例四:DCL双段检索机制 (double checked locking)
public class Singleton{
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton(){}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance(){
// 第一次检查instance 是否被实例化出来,如果没有进入if块
if (instance == null){
synchronized (Singleton.class){
// 某个线程取得了类锁,实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来,如果没有,才最终实例化出对象
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
}
}
案例四 算是单例模式的最佳实现方式,内存占用率高,效率高,线程安全,多线程操作原子性