浅谈Java中几种常用设计模式之单例模式
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2022-03-14 13:19:44
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一、单例模式
是Java多种设计模式中较为常用的一种,在它的核心结构中只包含了一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中,应用该模式的类只有一个实例。
二、模式要求
1、自己的构造方法必须私有化
2、类的内部自己创建一个自己唯一的实例
3、要提供一个公开的静态方法供其他对象获取该实例
三、几种实现方式
饿汉式
public class Simple { private static Simple simple = new Simple(); private Simple() { } public static Simple getInstance() { return simple; } }
这种实现方式在类加载时进行实例化,没有延迟加载,是线程安全的。
懒汉式
public class Slacker { private static volatile Slacker slacker = null; private Slacker() { } /** * 最简单的懒汉式实现 * @return */ public static Slacker getInstance() { if(slacker == null) { slacker = new Slacker(); } return slacker; } }
这种实现方式是最基本的实现,最大的问题是不支持多线程,并发访问方法会获得不止一个实例,所以严格来讲不是单例模式。
public class Slacker { //volatile关键字的作用 //1、保证内存可见性:保证每个线程访问volatile修饰的共享变量时获取到的都是最新的。 //2、防止指令重排序--通过内存屏障实现 private static volatile Slacker slacker = null; private Slacker() { } /** * 加synchronized关键字解决线程同步问题 * @return */ public static synchronized Slacker getInstanceSync() { if(slacker == null) { slacker = new Slacker(); } return slacker; } }
这种通过在方法上加synchronized锁实现的方式,可以解决线程并发访问的问题,实现单例,但是加锁后会影响效率,所以往往不这样使用。
双重检查锁
public class Slacker { //volatile关键字的作用 //1、保证内存可见性:保证每个线程访问volatile修饰的共享变量时获取到的都是最新的。 //2、防止指令重排序--通过内存屏障实现 private static volatile Slacker slacker = null; private Slacker() { } /** * 双重检查锁解决线程同步问题 * @return */ public static Slacker getInstanceDoubleLock() { if(slacker == null) { synchronized (Slacker.class) { if(slacker == null) { slacker = new Slacker(); } } } return slacker; } }
这种方式采用双锁机制,能够适应多线程并发访问的情况,且能保持高性能。
静态内部类实现
/** * 静态内部类方式实现单例模式 * * 当StaticInnerClass第一次被加载时,并不需要去加载StaticInnerClassHoler,只有当getInstance()方法第一次被调用时, * 才会去初始化staticInnerClass,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载StaticInnerClassHoler类,这种方法不仅能 * 确保线程安全,也能保证单例的唯一性,同时也延迟了单例的实例化。 * * @author chenf * */ public class StaticInnerClass { private StaticInnerClass() { } // 静态内部类 private static class StaticInnerClassHoler { // 在静态内部类中定义外部类的实例 private static StaticInnerClass staticInnerClass = new StaticInnerClass(); } /** * 获取时调用静态内部类的类属性获取外部类的实例 * * @return */ public static StaticInnerClass getInstance() { return StaticInnerClassHoler.staticInnerClass; } }
这种方式不仅可以实现多线程的安全访问,同时还可以使用内部类加载机制达到延迟加载的目的。
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