Java开发 - 单例

看到单例,我就情不自禁的想起iOS中的单例,回想一下,和Java中的单例除了所用语言不同,其他倒是完全相同,哦,对了,除了iOS,和Flutter中的单例也是有着异曲同工之妙。

三者相互印证下,原来各个语言中单例的用途都是一样的,感叹语言果然是相通的呀!

不过今天,咱们说的是Java的单例怎么写,在这之前,咱们先来说说什么是单例和为什么要用单例。

定义

  • 首先,单例是一个模式。单例模式,属于创建类型的一种常用的软件设计模式。通过单例模式的方法创建的类在当前进程中只有一个实例(根据需要,也有可能一个线程中属于单例,如:仅线程上下文内使用同一个实例) 
  • 单例模式最初的定义出现于《设计模式》(艾迪生维斯理, 1994):“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。”
  • Java中单例模式定义:“一个类有且仅有一个实例,并且自行实例化向整个系统提供。” 

实现方式

通常,单例模式在Java中有两种构建的方式:

  • 懒汉式单例
  • 饿汉式单例

懒汉式单例写法

public class LazySingleton {
    private LazySingleton(){}
    private static LazySingleton lazySingleton;
    public synchronized static LazySingleton getInstance(){
        if (lazySingleton==null)
            lazySingleton = new LazySingleton();
        return lazySingleton;
    }
}

 在写懒汉式单例时,要注意几个要点:

  1. 构造方法私有化,禁止外部调用来进行实例化;
  2. 提供公有的static方法向外部提供实例化和调用的通道;
    1. 在其内部要做判断,如果为null,需要实例化,如果不为null,则直接返回;
  3. 在成员变量声明处声明私有的且为static的引用,注意,只声明,不实例化,这也是懒汉式核心的体现;
  4. 看上面代码,synchronized处,懒汉式单例并不是线程安全的,如果不添加同步块,则有可能出现多个地方同时使用这个单例时创建多个单例的情况,这也就违背了单例的唯一性原则;
  5. static我们知道,它是静态的意思,被它修饰的变量和方法在对象中只能存在一个,不论是否被初始化多次,这和4中所说存在悖论,这是因为单例中我们不可能把所有的可能使用的变量都声明为static的缘故。

饿汉式单例的写法

public class HungrySingleton{
    private HungrySingleton(){}
    private static HungrySingleton singleton = new HungrySingleton();
    
    public static HungrySingleton getInstance(){
        return singleton;
    }   
}

和懒汉式单例几乎相同,区别是饿汉式单例在声明成员变量时直接进行了实例化,它创建的时机是在类装载的时候。

当然,如有必要,也是需要加上 synchronized以保证实例创建时的唯一性。

以一个泛型为例来看单例的结构

class T{
    	private T(){}
    	private static T t;
        public static T getInstance(){
            //判断当前类的实例是否已经存在,若存在,直接返回;若不存在,则创建实例并返回
            if(t==null)
                t = new T();
            return t;
        } 
}  

class Test:
	main:
        //调用,不需要实例化,内部已经做了
		T t = T.getInstance();



若T类的实例在整个应用程序中只能有一个,则为单例,若是多个,则是多例,相信你已经见过很多了。

单例的优缺点

优点:

  • 单例可以防止其他对象实例化其自身的对象副本,保证其实例的唯一;
  • 实例化的能力不被外界所控制,其本身的灵活性更高,生命周期更长,可以做的事更多,但,是优点,也是缺点。

 缺点:

  • 长期存在,必然长时间占据着一定的内存,是有消耗的,这取决于单例的数量和单例中保存的数据量的大小;
  • 开发人员不可对其进行new实例化,当然,构造方法私有化也是为了防止这个;

总结

 总的来说,单例在开发中起到了举足轻重的作用,我们常说单例的优缺点,其实这本没有意义,谁不消耗性能,只要创建,只要使用的对象,必然对性能有所消耗,如果不使用单例,那将是一个很大的遗憾,毕竟这样的利器,放着不用,确实可惜,我也相信没有谁会在一个项目中滥用导致单例满天飞,大家都是讲文明的。有句话说的好,影响性能的永远不是某一个东西本身,而是它的数量!

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