设计模式笔记(一:Singleton 设计模式)
今天开始学习设计模式,借此机会学习并整理学习笔记。
设计模式是一门不区分语言的课程,什么样的编程语言都可以用到设计模式。如果说java语法规则比作武功招式的话,那么设计模式就是心法。
设计模式共有23种,常见的19种,最常用的9-10种。
设计模式分三种类型:创建型、结构型、行为型;
其中创建型包含单例设计模式、工厂模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式;结构型包含代理模式、装饰器模式、适配器模式、外观模式、组合模式、享元模式、桥梁模式;行为型包含:策略模式、责任链模式、命令模式、中介者模式、模板方法模式、迭代器模式、访问者模式、观察者模式、解释器模式、备忘录模式、状态模式。
好了,凑字完毕,开始今天的学习整理
singleton设计模式,就是单例设计模式。
单例设计模式有句顺口溜:单例一实例,私有构造器
单例设计模式分为饿汉式和懒汉式。
饿汉式是用户没有请求你的要求时,已经把这个实例提前创建出来了;
懒汉式则是需只有外部需要调用getinstance的时候,才回去初始化这个单例。
这样就有一个区别:
饿汉式:用空间换时间
懒汉式:用时间换空间
下面是具体代码实现:
singleton 单例设计模式
1:饿汉式
饿汉式优缺点:
优点: 实现简单,没有多线程同步问题(默认条件下是线程安全的)
缺点:当类加载singletontest的时候,会初始化static的instance,静态变量被创建并分配内存空间,从此,这个static的instance对象便一直占着此段内存(即使你并没有使用该实例,当类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。
简单来说 用空间换时间
为什么在饿汉式中不讨论线程安全问题:
因为类里面的静态实例都是由类加载器来负责初始化的,类加载器classloader在出现类名的时候就会开始工作,把类的静态实例全部初始化,而且只初始化一次,所以一定是安全的,
public class singleton {
//静态一实例 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static final修饰
private static singleton instance = new singleton();
//私有构造器
private singleton() {
}
//外部通过静态方法返回该实例
public static singleton getinstance() {
return instance;
}
}
2:懒汉式
懒汉式优缺点:
优点:实现起来比较简单,当类singletontest被加载的时候,静态变量static的instance未被创建并分配内存空间,当getinstance()方法第一次调用的时,初始化instance变量,并分配内存空间。在某些条件下这种方式会节省内存。
缺点:在多线程环境中这种方法是完全错误的,根本不能保证单例的状态 需要添加synchronized(锁)
public class singleton2 {
//对象赋予null值 或者 不赋值
private static singleton2 instance2;
//私有构造器
prviate singleton2() {
}
//外部获取实例对象 此时为了线程安全 需要使用synchronized(锁)
public static synchronized singleton2 getinstance2() {
if(instance2 == null) {
instance2 = new singleton2();
}
return instance2;
}
}
3:如何兼顾饿汉式与懒汉式的优点:
第一种:使用静态内部类的方法
优点:外部类加载时不予要立即加载内部类,内部类不被加载就不会初始化instance 故而占用内存。当singleton 第一次加载时,并不需要去加载singleton3handler只有当getinstance()方法第一次被 调用时,才会去初始化instance,第一次调用getinstance()方法会导致虚拟机加载在singletonhangdler类,这种方法不仅能确保线程安全,也能保证单例的唯一性,同时也延迟单例的实例化,
public class singleton3 {
//构建静态内部类
private static class singleton3handler{
private static singleton3 instance3 = new singleton3();
}
//私有构造器
private singleton3() {
}
//外部获取对象
public static singleton3 getinstance() {
return singleton3.singleton3handler.instance3;
}
}
第二种:使用枚举方式
优点: 线程是安全的
public enum singleton4{
instance;
public void method() {
//todo
}
}
在任何情况下,它都是一个单例 我们可以直接 singleton4.instance 引用
第三种:使用dcl模式 需要使用volatile 关键字
双重锁懒汉式( double check lock 简称 dcl )
优点:只有对象需要被使用的时候才创建,第一次判断instance21 == null 为了避免非必要枷锁,当第一次加载时才对实例进行枷锁在实例化。这样就可以节约内存空间,有可以保证线程安全。
缺点:但是,由于jvm存在乱序执行功能,dcl也会出现线程不安全的情况。
比如:
instance21 = new singleton2;
这个步骤,其实在jvm里面的执行分为三步:
1:在堆内开辟内存空间
2;在堆内存中实例化singleton2里面的各个参数
3: 把对象指向堆内存
但是这个缺点在jdk1.6以后 只需要定义 为: private volatile static singleton5 instance5 = null; 就可以
解决此问题 。 volatile确保instance每次在均在主内存中读取,这样虽然会牺牲一点效率。
public class singleton5{
// 对象一实例
private volatile static singleton5 instance5;
//私有构造器
private singleton5() {
}
//dcl懒汉式
public static singleton5 getinstance() {
if(instance5==null) {
synchronized(singleton5.class){
if(instance5 == null) {
instance5 = new singleton5();
}
}
}
return instance5;
}
}
需要注意的是:
需要延迟加载的情况下使用第一、第二种;
需要防止序列化问题、反射攻击使用第三种。
才疏学浅,如有错误,恳请指教!
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