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JAVA 单例设计模式

时间:2023-09-27 17:15:00浏览次数:36  
标签:设计模式 JAVA 对象 Dog 实例 线程 单例 多线程

单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。

单例模式是一种创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供了一个全局访问点来访问该实例。

注意:

  • 1、单例类只能有一个实例。

  • 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。

  • 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

介绍

意图:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决:一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用:当您想控制实例数目,节省系统资源的时候。

如何解决:判断系统是否已经有这个单例,如果有则返回,如果没有则创建。

关键代码:构造函数是私有的。

应用实例:

  • 1、一个班级只有一个班主任。

  • 2、Windows 是多进程多线程的,在操作一个文件的时候,就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象,所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。

  • 3、一些设备管理器常常设计为单例模式,比如一个电脑有两台打印机,在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点:

  • 1、在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。

  • 2、避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。

缺点:没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景:

  • 1、要求生产唯一序列号。

  • 2、WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。

  • 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。

注意事项:getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

实现:

懒汉式,线程安全

是否 Lazy 初始化:是

是否多线程安全:是

实现难度:易

描述:这种方式具备很好的 lazy loading,能够在多线程中很好的工作,但是,效率很低,99% 情况下不需要同步。 优点:第一次调用才初始化,避免内存浪费。 缺点:必须加锁 synchronized 才能保证单例,但加锁会影响效率。 getInstance() 的性能对应用程序不是很关键(该方法使用不太频繁)。

package bean;
//懒汉式
public class Dog {
    public static  Dog dog =null;
​
    private Dog(){
    }
    public static synchronized Dog getDog(){
        if (dog==null){
           dog =new Dog();
        }
        return dog;
    }
​
}

优点:
资源利用率高(第一次调用 getInstance() 方法时才进行对象实例化)

缺点:

    • 线程不安全(解决办法就是加锁 synchonized)

    • 第一次加载时不够快(多线程使用不必要的同步开销大)

 

饿汉式

是否 Lazy 初始化:否

是否多线程安全:是

实现难度:易

描述:这种方式比较常用,但容易产生垃圾对象。 优点:没有加锁,执行效率会提高。 缺点:类加载时就初始化,浪费内存。 它基于 classloader 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,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也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 显然没有达到 lazy loading 的效果。


package bean;
//饿汉式
public class Dog {
    public static  Dog dog =new Dog();
    private Dog(){
    }
    public static synchronized Dog getDog(){
        return dog;
    }
​
}

优点

  • 线程安全(不需要线程同步)
  • 第一次调用时反应速度快(类加载即实例化对象)

缺点
资源利用率不高(无论是否使用都将占据内存空间)

总结

一般采用饿汉式(追求性能)

适用场景

  1. 需要频繁实例化然后销毁的对象

  2. 创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象

  3. 有状态的工具类或管理类对象

  4. 频繁访问数据库或文件的对象

应用场景

  1. 网站的计数器

  2. 应用程序的日志应用

  3. Web 应用的配置对象的读取

  4. 数据库连接池的设计

  5. 多线程的线程池的设计

 
 

标签:设计模式,JAVA,对象,Dog,实例,线程,单例,多线程
From: https://www.cnblogs.com/jlwtj/p/17733080.html

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