单例模式的五种写法
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2022-07-13 23:42:16
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单例模式的五种写法(转载)
作者:长木木弓
原文链接:https://www.cnblogs.com/zzjlxy-225223/p/11272775.html
1. 什么是单例模式
单例模式就是保证一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
2. 单例模式的特点
- 保证一个类只有一个实例;
- 在类中自己实例化自己;
- 向整个系统提供这个实例。
3. 单例模式的优点
- 由于单例模式只生成一个实例,所以能减少系统性能的开销;
- 避免对共享资源的多重占用导致的性能损耗,如日志文件,应用配置;
- 提供了对唯一实例的受控访问,加快对象访问速度,比如多线程的线程池的设计,方便对池中的线程进行控制。
4. 单例模式的五种实现
4.1 饿汉式
/**
* 饿汉式单例模式
*/
public class Singleton01 {
/** 类加载时,立即加载这个对象,也是叫饿汉的原因
* 这也保证了线程的安全
* ----------------->在类中自己实例化自己
*/
private static Singleton01 singleton01 = new Singleton01();
/** 私有构造器
* ----------------->保证一个类只有一个实例
*/
private Singleton01() {
}
/** 因为不需要加同步代码块就能保证线程安全,所以效率会高
* ----------------->向整个系统提供这个实例
* @return 返回实例
*/
public Singleton01 getSingleton01() {
return singleton01;
}
}
可以看出,饿汉式的优点有:线程安全,调用效率高;但因为加载类时立即实例化,所以没有延时加载的优势,并且当没有用到这个实例的话,就会白白实例化个对象,浪费资源。
4.2 懒汉式
package com.hwj.Singleton;
/**
* 懒汉式单例模式
*/
public class Singleton02 {
/**
* 提供静态属性,加载类时不会实例化对象
*/
private static Singleton02 singleton02;
/**
* 私有构造器
*/
private Singleton02() {
}
/**
* 第一次调用才会实例化对象,并且之后不会再实例化,直接返回第一次是创建的对象
* 通过添加关键字 synchronized 来保证线程安全,但因为线程等待的缘故,效率会降低
* 只有用到才创建对象,所以叫懒汉式,故而资源利用率提高了
* @return
*/
public static synchronized Singleton02 getSingleton02() {
if (singleton02 == null) {
singleton02 = new Singleton02();
}
return singleton02;
}
}
可以看出,懒汉式单例模式的优点有:资源利用率高了,有延时加载的优势,线程安全;但调用效率低。
4.3 静态内部类式
/**
* 静态内部类式单例模式
*/
public class Singleton03 {
/** 只有第一次调用getInstance()方法时,虚拟机才加载 Inner,并初始化instance,具有延时加载的优势
* 只有一个线程可以获得对象的初始化锁,其他线程无法进行初始化,所以线程安全且保证了对象的唯一性
*/
private static class Inner {
private static Singleton03 instance = new Singleton03();
}
/**
* 私有构造器
*/
private Singleton03() {
}
public static Singleton03 getInstance() {
return Inner.instance;
}
}
总结下,静态内部类方式的优点有线程安全,具有延时加载的优势,而且没有使用同步代码,资源利用率也高。
4.4 双重锁式
/**
* 双重锁式单例模式
*/
public class Singleton04 {
/**
* 提供静态属性,加载类时不会实例化对象
* volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序
*/
private volatile static Singleton04 singleton04;
/**
* 私有化构造器
*/
private Singleton04() {
}
/** 双重锁式单例模式,进行了两次的判断。
* 第一次是为了避免创建不必要的实例;
* 第二次是为了进行同步,避免多线程问题。
* @return 返回实例
*/
public static Singleton04 getSingleton04() {
if (singleton04 == null) {
synchronized (Singleton04.class){
if (singleton04 == null) {
singleton04 = new Singleton04();
}
}
}
return singleton04;
}
}
由于singleton04= new Singleton04()
对象的创建在JVM中可能会进行重排序,在多线程访问下存在风险,使用volatile
修饰signleton04
实例变量能有效解决该问题。
总结:双重锁式既保证了线程安全,又比直接上锁提高了执行效率,具有延迟加载的优势,资源利用率高。
4.5 枚举式
/**
* 枚举式单例模式
*/
public enum Singleton05 {
// 这个枚举元素,本身就是单例对象
INSTANCE;
// 添加自己需要的操作
public void singletonOperation(){
}
}
总结:实现简单,枚举本身就是单例,由 JVM 从根本上提供保障,避免通过反射和反序列化的漏洞!但没有延迟加载!
5.如何选择
下面来说说如何选择上面几种单例模式的:
- 占用资源少,不需要延时加载,枚举式好于饿汉式;
- 占用资源多,需要延时加载,静态内部类式好于懒汉式。
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