java設(shè)計(jì)模式-單例模式實(shí)現(xiàn)方法詳解
單例模式，屬于創(chuàng)建類型的一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。通過單例模式的方法創(chuàng)建的類在當(dāng)前進(jìn)程中只有一個(gè)實(shí)例（根據(jù)需要，也有可能一個(gè)線程中屬于單例，如：僅線程上下文內(nèi)使用同一個(gè)實(shí)例）。就是采取一定的方法保證在整個(gè)的軟件系統(tǒng)中，對(duì)某個(gè)類只能存在一個(gè)對(duì)象實(shí)例，并且該類只提供一個(gè)取得其對(duì)象實(shí)例的方法(靜態(tài)方法)。
就是類在內(nèi)存中只能存在一個(gè)實(shí)例對(duì)象
餓漢式
所謂餓漢式，就是直接創(chuàng)建出類的實(shí)例化，然后用private私有化，對(duì)外只用靜態(tài)方法暴露。
靜態(tài)變量
步驟
- 構(gòu)造器私有化
- 類的內(nèi)部創(chuàng)建對(duì)象
- 向外暴露一個(gè)靜態(tài)的公共方法
| 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
|---|---|
| 寫法簡單，在類裝載的時(shí)完成實(shí)例化，避免了線程同步問題 | 類裝載時(shí)完成實(shí)例化，沒有達(dá)到LazyLoading的效果，若該實(shí)例從未使用，則會(huì)造成內(nèi)存浪費(fèi) |
class Singleton {
//私有化構(gòu)造器
private Singleton() {
}
//內(nèi)部創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例
private final static Singleton instance = new Singleton();
//對(duì)外公有的靜態(tài)方法
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
靜態(tài)代碼塊
將類的實(shí)例化放到靜態(tài)代碼塊中的寫法，基本同上。
class Singleton { //靜態(tài)代碼塊
//私有化構(gòu)造器
private Singleton() {}
//內(nèi)部創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例
private static Singleton instance;
static { // 在靜態(tài)代碼塊中，創(chuàng)建單例對(duì)象
instance = new Singleton();
}
//對(duì)外公有的靜態(tài)方法
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
測試代碼（后面都可使用這個(gè)測試代碼，不在贅述運(yùn)行截圖，可以自己試試）：
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
懶漢式
所謂懶漢式，就是在需要調(diào)用的時(shí)候再創(chuàng)建類的實(shí)例化。
線程不安全
起到了懶加載效果，但是只能在單線程使用，多線程會(huì)不安全，因?yàn)楫?dāng)多個(gè)線程并發(fā)同時(shí)判斷instance為空時(shí)，就會(huì)相應(yīng)的實(shí)例化多個(gè)對(duì)象。
class Singleton { //線程不安全
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() { //調(diào)用時(shí)才實(shí)例化對(duì)象，懶漢式
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
線程安全
上面線程不安全，那上鎖不就好了，使用synchronized關(guān)鍵字。
這樣雖然解決了線程安全，但其實(shí)實(shí)例化操作只做一次，而獲取實(shí)例(即getInstance)的操作是很多次的，把調(diào)用的方法加上同步，會(huì)大大降低效率。
class Singleton { //線程安全
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
//synchronized同步處理
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
雙重檢查
上面代碼效率低，那在同步前判斷一下有沒有實(shí)例化不就好了，若沒有實(shí)例化則用同步方法new一個(gè)，否則直接return即可。即所謂的雙重檢查。
需要用到關(guān)鍵字volatile，防止指令重排。如果不用volatile關(guān)鍵字，就會(huì)和線程不安全情形一樣，在if判斷那會(huì)有并發(fā)。
class Singleton { //雙重檢查
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) { //判斷是否實(shí)例化
synchronized (Singleton.class) {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance; //否則直接return
}
}
這樣既實(shí)現(xiàn)了懶加載，又保證了線程安全。
靜態(tài)內(nèi)部類
靜態(tài)內(nèi)部類在外部類裝載時(shí)不會(huì)實(shí)例化，當(dāng)調(diào)用的時(shí)候才會(huì)裝載并實(shí)例化，且JVM保證了其裝載時(shí)的線程安全性。也能保證懶加載和線程安全，有點(diǎn)像自帶版的雙重檢查。
class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
//靜態(tài)內(nèi)部類,包含一個(gè)靜態(tài)屬性：Singleton
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//對(duì)外公有的靜態(tài)方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
public static synchronized Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
枚舉
其實(shí)，使用枚舉也能實(shí)現(xiàn)單例模式，不僅能避免多線程同步問題，也能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對(duì)象。
enum Singleton {
INSTANCE; //屬性
public void say() {
System.out.println("記得三連~");
}
}
對(duì)應(yīng)測試：
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println(instance1.hashCode());
System.out.println(instance2.hashCode());
instance1.say();
}
總結(jié)
單例模式使用的場景：
需要頻繁的進(jìn)行創(chuàng)建和銷毀的對(duì)象創(chuàng)建對(duì)象時(shí)耗時(shí)過多或耗費(fèi)資源過多(重量級(jí)對(duì)象)經(jīng)常用到的對(duì)象、工具類對(duì)象、頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對(duì)象(數(shù)據(jù)源、session工廠)
本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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