23种设计模式之单例模式

于 2019-12-22 23:00:24 发布
阅读量78 收藏
点赞数
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.csdn.net/a_rukh/article/details/103658213
版权

23中设计模式之单例模式

单例模式：

1.单例模式介绍：

所谓的单例模式，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对象实例的方法。
比如：Hibernate的SessionFactory，他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。

2.单例设计模式八种方式：

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

2.1 饿汉式（静态常量）

实现步骤如下：	
	1）构造器私有化
	2）类的内部创建对象
	3）向外暴露一个静态的公共方法。
	4）代码实现：

public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode() +"====="+ instance1.hashCode());
    }
}

//饿汉式（使用静态变量来完成）
class Singleton{
    //1.先将构造器私有化，就是外部不能直接new
    private Singleton(){}
    //2.本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance=new Singleton();
    //3.对外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：
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了实例化。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，可能会造成内存浪费。

2.2饿汉式（静态代码块）

public class SingletonTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

class Singleton{
    //1. 构造器私有化
    private Singleton(){}

    //2.在本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    //3.在静态代码块中，创建单例对象
    static{
        instance = new Singleton();
    }

    //4.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：
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，就执行了静态代码块中的代码，初始化类的实例化。优缺点和上面的是一样的。
2）结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存的浪费。

2.3懒汉式（线程不安全）

public class SingletonTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式===线程不安全");
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode()+"**********"+instance1.hashCode());

    }
}

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：
1）起到了Lazy Loading的效果（因为只有用到才去创建，没有浪费内存），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，另外一个也通过了这个判断，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。

懒汉式（线程安全，同步方法）

在对外提供的方法中添加synchronized 即可解决多线程问题。

public class SingletonTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式--线程安全，同步方法");
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

//懒汉式（线程安全，同步方法）
class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}

    //对外提供一个公有的方法,加入了同步吃力的代码，解决了线程安全问题
    //synchronizedked 可以解决线程不安全的问题
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

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。二其实这个方法只执行了一次实例化代码就够了，后面的相获取该类实例，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。

2.5懒汉式（线程安全，同步代码块）

public class type0 {
    public static void main(String[] args) {
		Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    //这样写的话还是存在线程安全的问题，但是效率还是非常的低
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

有缺点说明：
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。跟第三种实现方式遇到的情形一直，加入一个线程进入了if(instance == null)判断语句块，还未来的及往下执行，另外一个线程也通过了这个判断语句，这是便会产生多个实例
3）结论：在实际开发中，不能使用这种方式

2.6双重检查（推荐使用）

既可以解决线程安全问题，还可以解决效率问题

public class SingletonTest05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("单例模式---双重检查");
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

//双重检查
//既可以解决线程安全问题，也可以解决效率的问题，推荐使用
class Singleton{
    //1.私有化构造方法
    private Singleton(){}
    //2.volatile 是可以让我们的修改值立即更新到主存，也可以理解为轻量级的synchronized
    private static volatile Singleton instance;
    //对外提供公有的方法
    public static 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(instance == null)，这样我们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，后面再次访问时，判断if(instance == null)，直接return实例化对象，也避免的反复进行方法同步。
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。

2.7静态内部类

public class SingletonTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("单例模式*****静态内部类");
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode()+"****"+instance1.hashCode());
    }
}

class Singleton{
    //私有构造方法
    private Singleton(){}

    //创建一个静态内部类
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTSNCE = new Singleton();
    }

    //对外提供一个公用方法
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTSNCE;
    }
}

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Single通的实例化。
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，利于静态内部类特点实现延迟加载，效率高
5）结论：推荐使用。

2.8枚举

public class SingletonTest08 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance == instance1);
        instance.sayOK();//调用方法
    }
}

enum Singleton{
    INSTANCE;//属性
    public void sayOK(){
        System.out.println("OK~");
    }
}

有缺点说明：
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）推荐使用

3.JDK中使用单例模式的案例：

Runtime–>就是使用单例模式中的饿汉式。（只是举了一个例子）

4.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总该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，可以使用单例模式可以调高系统性能。
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：需要平凡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）

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值