单例模式
单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例, 并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。
单例设计模式八种方式
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饿汉式(静态常量)
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饿汉式(静态代码块)
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懒汉式(线程不安全)
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懒汉式(线程安全,同步方法)
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懒汉式(线程安全,同步代码块)
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双重检查
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静态内部类
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枚举
饿汉式(静态常量)
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构造器私有化 (防止 new )
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类的内部创建对象
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向外暴露一个静态的公共方法。getInstance
// 饿汉式(静态变量)
public class Single {
// 2.本类内部创建对象实例
private static final Single instance = new Single();
// 1.构造器私有化,防止外部new新对象
private Single() {
}
// 3.提供共有方法返回对象
public static Single getInstance() {
return instance;
}
}
优缺点说明
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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。
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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
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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
结论:这种单例模式可用,可能造成内存浪费
饿汉式(静态代码块)
// 饿汉式(静态代码块)
public class Single {
// 2.本类内部创建对象实例
private static Single instance;
// 1.构造器私有化,防止外部new新对象
private Single() {
}
// 3.在静态代码块中,创建单例对象
static {
instance=new Single();
}
// 4.提供共有方法返回对象
public static Single getInstance() {
return instance;
}
}
优缺点说明
- 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。
结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
懒汉式(线程不安全)
// 懒汉式(线程不安全)
public class Single {
private static Single instance;
private Single() {
}
public static Single getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Single();
}
return instance;
}
}
优缺点说明:
- 起到了 Lazy Loading 的效果,但是只能在单线程下使用。
- 如果在多线程下,一个线程进入了 if (singleton == null)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
结论:在实际开发中,不要使用这种方式.
懒汉式(线程安全,同步方法)
// 懒汉式(线程安全,同步方法)
public class Single {
private static Single instance;
private Single() {
}
public static synchronized Single getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Single();
}
return instance;
}
}
优缺点说明
- 解决了线程安全问题
- 效率太低了,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一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。
结论:在实际开发中,不推荐使用这种方式
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 Single {
private static Single instance;
private Single() {
}
public static Single getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized(Single.class){
instance = new Single();
}
}
return instance;
}
}
结论:同上
双重检查
// 双重检查
public class Single {
private static Single instance;
private Single() {
}
public static Single getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Single.class) {
if (instance == null) {
instance = new Single();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点说明
- 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 (singleton == null)检查,这 样就可以保证线程安全了。
- 这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断 if (singleton == null),直接 return 实例化对象,也避 免的反复进行方法同步
- 线程安全;延迟加载;效率较高
结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式
静态内部类
// 静态内部类
public class Single {
private Single() {
}
private static class singleInstance {
private static final Single INSTANCE = new Single();
}
public static Single getInstance() {
return singleInstance.INSTANCE;
}
}
优缺点说明
- 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。
- 静态内部类方式在 Single 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 SingleInstance 类,从而完成 Single的实例化。
- 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,JVM 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。
- 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,效率高
结论:推荐使用
枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
}
优缺点说明
- 这借助 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。
- 这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
结论:推荐使用
单例模式注意事项和细节说明
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单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象,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。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。 -
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、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session 工厂等)