单例模式

单例设计模式介绍

  所谓类的单例设计模式,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,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

  比如Hibernate的SessionFactory,它充当数据存储源的代理,并负责创建Session 对象。SessionFactory并不是轻量级的,一般情况下,一个项目通常只需要一个 SessionFactory就够,这是就会使用到单例模式。

单例设计模式八种方式

单例模式有八种方式:

  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. 懒汉式(线程安全,同步代码块)
  6. 双重检查
  7. 静态内部类
  8. 枚举

一、饿汉式(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

代码实现

优缺点说明:

  1)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。

  2)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。

  3)这种方式基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题,不过,instance 在类装载时就实例化,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法,但是导致在类装载的原因有很多种,因此不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 就没有达到 Lazy Loading 的效果

  4)结论:这种单例模式可用可能造成内存浪费

二、饿汉式(静态代码块)

应用实例

优缺点说明:

  1)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。

  2)结论:这种单例模式可用可能造成内存浪费

三、懒汉式(线程不安全)

代码演示:

优缺点说明:

  1)起到了 Lazy Loading 的效果,但是只能在单线程下使用

  2)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模式。

  3)结论:在实际开发中,不要使用这种方式。

四、懒汉式(线程安全,同步方法)

代码演示:

优缺点说明:

  1)解决了线程不安全问题

  2)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

  3)结论:在实际开发中,不推荐使用这种方式

五、懒汉式(线程安全,同步代码块)

代码演示:

 优缺点说明:

  1)这种方式,本意是想对第四种实现方式的改进,因为前面同步方法效率太低,改为同步产生实例化的代码块

  2)但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一致,假如一个线程进入了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

  3)结论:在实际开发中,不能使用这种方式

六、双重检查(推荐)

代码演示:

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。

  2)这样,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。

  3)线程安全:延迟加载,效率较高

  4)结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式。

七、静态内部类(推荐)

代码演示:

 

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。

  5)结论:推荐使用

八、枚举(推荐)

代码演示:

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

  3)结论:推荐使用

单例模式在 JDK 中的应用

JDK 中,java.lang.Runtime 就是经典的单例模式

单例模式注意事项和细节说明

  1)单例模式保证了系统内存中该类只存一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能。

  2)当想实例化一个单例类的时候,必须要记住使用相应的获取对象的方法,而不是使用 new

  3)单例模式使用的场景:需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即:重量级对象),但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、Session工厂等)

posted @ 2019-07-24 15:54  渣爷  阅读(185)  评论(0编辑  收藏  举报