设计模式第五篇-单例模式
一、引言
单例模式应该是设计模式中比较简单的一个,因为这个模式只有一个类,但不要小看这个设计模式,这个模式可是面试的时候很常见的一个。
单例模式有什么的用处:有一些对象我们只需要一个的时候,比如线程池,缓存,注册表等。
也就是说这个模式的作用是:保证只有一个实例对象。
二、单例模式
先看定义:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
开始思考,我们如何确保只有一个实例?
首先要知道我们是如何创建的对象的,这个很容易回答:用new关键字,只要是公开类,我们在外部就可以无限的实例化,也是就说第一步就是要将类私有化。
如何私有化:使用私有构造构造器,一旦使用私有构造器,那么外部便不能实例化。
可一旦使用私有构造器,那么不是只有内部才能调用这个构造器么?既然外部不能实例化,那么如何去调用这个私有构造器呢?
这个时候静态方法就起作用了,我们定义一个静态方法,通过静态方法去调用私有构造器,问题就解决了。
通过上面的思考,代码就已经出来了:
//单例模式实现-懒汉式 public class singleton { //利用静态变量记录类的唯一实例 private static singleton uniqueinstance; //把构造器设置为私有,只有内部才可以调用构造器 private singleton(){} //用静态方法实例化对象 public static singleton getinstance(){ //如果为空则说明还没有创建实例,这个时候我们可以创建,这个就是延时实例化,也就是传说中的懒汉式 if(uniqueinstance==null){ uniqueinstance = new singleton(); } return uniqueinstance; } public void showmsg(){ system.out.println("其他方法,显示数据"); } }
这种实现方法叫做懒汉式,但这种懒汉模式存在一个问题:线程不安全,在多线程情况下,完全有可能生成多个实例,这个时候可以用synchronized关键字来处理。
public static synchronized singleton getinstance(){ ... }
当然,加锁会降低一些性能。
其实还有一种方法,那就是饿汉式:
//单例模式-饿汉式 public class singleton1 { //初始化器重直接创建,可以保证线程安全 private static singleton1 uniqueinstance=new singleton1(); //静态方法 private singleton1(){} //直接返回 public static singleton1 getinstance(){ return uniqueinstance; } }
这样的方式容易产生垃圾对象,浪费一些内存,但是没有加锁,效率提高很多(一般情况下推荐使用这种方式)。
另外还有一种凡是:双重检查加锁
//双重加锁方式 public class singleton2 { //利用volatile 关键字保证多个线程正确使用uniqueinstance private volatile static singleton2 uniqueinstance; private singleton2(){} public static singleton2 getinstance(){ //检查实例,不存在则进入同步代码块 if(uniqueinstance==null){ //同步代码块 synchronized (singleton2.class){ //进入代码块后,再判断一次 if(uniqueinstance==null){ uniqueinstance=new singleton2(); } } } return uniqueinstance; } }
这种方式可以大大提高性能,就是实现有些复杂(且不支持1.4之前的版本)
三、总结
单例模式是一个相对简单的模式,主要的核心在私有化构造器,及暴露一个静态方法创建实例,再考虑多线程相关情况。
设计模式相关源码地址:
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