java设计模式——单例模式
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2022-10-04 17:54:03
英文名:Singleton Pattern。英文原话:Ensure a class has only one instance,and provide a global point of access to it。 单例模式的主要作用是确保一个类只有一个实例。 一、实现方式 1.静态内部类 这是最好 ......
单例设计模式
1 实现步骤
(1)构造器私有化(防止new)
(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
2 单例设计模式八种方式
2.1 饿汉式(静态常量)
//饿汉式(静态常量)
public class singletonType01 {
public static void main(String[] args) {
Type01Test instance1 = Type01Test.getInstance();
Type01Test instance2 = Type01Test.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println(instance1.hashCode());
System.out.println(instance2.hashCode());
}
}
class Type01Test {
//1.构造器私有化(防止new)
private Type01Test() {
}
//2.类的内部创建对象
private final static Type01Test type01Test = new Type01Test();
//3.向外暴露一个静态的公共方法
public static Type01Test getInstance() {
return type01Test;
}
}
- 优缺点:
(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classloder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,可能造成内存浪费
2.2 饿汉式(静态代码块)
//饿汉式(静态代码块)
public class singletonType02 {
public static void main(String[] args) {
Type02Test instance01 = Type02Test.getInstance();
Type02Test instance02 = Type02Test.getInstance();
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
System.out.println(instance01 == instance02);
}
}
class Type02Test {
//1.构造器私有化
private Type02Test() {
}
//2.类的内部构造实例,使用静态代码块形式
private static Type02Test type02Test;
static {
type02Test = new Type02Test();
}
//3.内部曝出获取方法
public static Type02Test getInstance() {
return type02Test;
}
}
- 优缺点:
(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,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。
(2)结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
2.3 懒汉式(线程不安全)
//懒汉式(线程不安全)
public class singletonType03 {
public static void main(String[] args) {
Type03Test instance01 = Type03Test.getInstance();
Type03Test instance02 = Type03Test.getInstance();
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
System.out.println(instance01 == instance02);
}
}
class Type03Test {
//1.构造器私有化
private Type03Test() {
}
//2.爆出对外方法,同时创建对象
private static Type03Test type03Test;
public static Type03Test getInstance() {
if (type03Test == null) {
type03Test = new Type03Test();
}
return type03Test;
}
}
- 优缺点:
(1)起到了Lazy Loading的效果,但是只能在单线程下使用。
(2)如果在多线程下,一个线程进入丁if (type03Test == nill)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,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
(3)结论:在实际开发中,不要使用这种方式。
2.4 懒汉式(线程安全,同步方法)
//懒汉式(线程安全,同步方法)
public class singletonType04 {
public static void main(String[] args) {
Type04Test instance01 = Type04Test.getInstance();
Type04Test instance02 = Type04Test.getInstance();
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
System.out.println(instance01 == instance02);
}
}
class Type04Test {
//1.构造器私有化
private Type04Test() {
}
//2.爆出对外方法,同时创建对象,加入同步锁
private static Type04Test type04Test;
public static synchronized Type04Test getInstance() {
if (type04Test == null) {
type04Test = new Type04Test();
}
return type04Test;
}
}
- 优缺点:
(1)解决了线程不安全问题
(2)效宰太低了,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。而其实这个方法只执行-次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,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)
//懒汉式(线程安全,同步代码块)
public class singletonType05 {
public static void main(String[] args) {
Type05Test instance01 = Type05Test.getInstance();
Type05Test instance02 = Type05Test.getInstance();
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
System.out.println(instance01 == instance02);
}
}
class Type05Test {
//1.构造器私有化
private Type05Test() {
}
//2.爆出对外方法,同时创建对象
private static Type05Test type05Test;
public static Type05Test getInstance() {
if (type05Test == null) {
synchronized (Type05Test.class) {
type05Test = new Type05Test();
}
}
return type05Test;
}
}
- 优缺点:
(1)这种方式,本意晕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3种实现方式遇到的情形一致,假如一个线程进入了if (type05Test == nul)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例
(3)结论:在实际开发中,不能使用这种方式
2.6 双重检查
//双重检查(懒汉式,且线程安全)
public class singletonType06 {
public static void main(String[] args) {
Type06Test instance01 = Type06Test.getInstance();
Type06Test instance02 = Type06Test.getInstance();
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
System.out.println(instance01 == instance02);
}
}
class Type06Test {
private Type06Test() {
}
private static volatile Type06Test type06Test;
public static Type06Test getInstance() {
if (type06Test == null) {
synchronized (Type06Test.class) {
if (type06Test == null) {
type06Test = new Type06Test();
}
}
}
return type06Test;
}
}
- 优缺点:
(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 (type06Test == nul)检查,这样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,判断if (type06Test == 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
//静态内部类
public class singletonType07 {
public static void main(String[] args) {
Type07Test instance01 = Type07Test.getInstance();
Type07Test instance02 = Type07Test.getInstance();
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
System.out.println(instance01 == instance02);
}
}
class Type07Test {
//1.构造器私有化
private Type07Test() {
}
//2.静态内部类
private static class singletonInstance {
private static final Type07Test type07Test = new Type07Test();
}
//3.爆出对外方法
public static Type07Test getInstance() {
return singletonInstance.type07Test;
}
}
- 优缺点:
(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Type07Test 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Singleton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,JIVM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,利用静态内部类特点实现延迟加载,效宰高
(5) 结论:推荐使用
2.8 枚举
//枚举方法
public class singletonType08 {
public static void main(String[] args) {
Type08Test instance01 = Type08Test.INSTANCE;
Type08Test instance02 = Type08Test.INSTANCE;
System.out.println(instance01 == instance02);
System.out.println(instance01.hashCode());
System.out.println(instance02.hashCode());
}
}
enum Type08Test {
INSTANCE;//属性
public void say() {
System.out.println("hello~");
}
}
- 优缺点:
(1)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)结论:推荐使用
3 总结
- 在开发模式中用以下模式:
双重检查、饿汉式、静态内部类、枚举 - 常见单例模式:
JDK中的RunTime
Spring中创建的Bean实例默认都是单例模式存在
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中该类只存在一一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能
(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:需要频繁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、颊繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂 等)
本文地址:https://blog.csdn.net/weixin_45617480/article/details/107591487
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