【设计模式】单例模式

简介: 【设计模式】单例模式

 单例模式,Singleton Pattern,创建型。


     一个单一的类,该类创建自己的对象,同时保证只有一个对象被创建。


     提供访问其唯一的对象的方式,可直接访问,不需要实例化该类的对象。


     关键代码:构造函数是私有的。


     大部分时候,都把类的构造器定义为public访问权限,允许任何类自由的创建该类的对象。但在某些时候,允许其他类自由的创建该类的对象没有任何意义,还可能导致系统性能下降(因为频繁的创建对象,回收对象带来的系统开销问题)。例如,一个系统只有一个窗口管理器。


     总之,在一些特殊场景下,要求不允许自由创建该类的对象,而只允许为该类创建一个对象,避免其他类自由创建该类的实例,应该把该类的构造器,使用private修饰,从而把该类的所有构造器隐藏起来。


      根据封装型的原则:一旦把类的构造器隐藏起来,就需要提供一个public方法作为这个类的访问点,用于创建这个类的对象,且这个方法必须是static修饰(因为调用这个方法之前还不存在对象,因此调用这个方法不可能是对象,只能是类);


      五种单例模式:


懒汉式

线程不安全:

class Singleton
{
    //使用一个变量来缓存曾经创建的实例
    private static Singleton instance;
    //将构造器使用private修饰,隐藏该构造器
    private Singleton(){}
    //提供一个静态方法,用于返回Singleton实例
    //该方法可以加入自定义的控制,保证只产生一个Singleton对象
    public static Singleton getInstance()
    {
         //如果instance为null,表明还不曾创建Singleton对象
         //如果instance不为null,则表明已经创建了Singleton对象,将不会执行该方法
         if (instance == null)
         {
              //创建一个Singleton对象,并将其缓存起来
              instance = new Singleton();
          }
          return instance;
      }
}
public class TestSingleton
{
      public static void main(String[] args)
      {
           //创建Singleton对象不能通过构造器,只能通过getInstance方法
           Singleton s1 = Singleton.getInstance();
           Singleton s2 = Singleton.getInstance();
           //将输出true
           System.out.println(s1 == s2);
       }
}



这种写法lazy loading很明显,但是致命的是在多线程不能正常工作。

线程安全:

class Singleton{
   private static Singleton instance;
   private Singleton(){}
   public static synchronized Singleton getInstance(){
     if(instance==null){
       instance = new Singleton();
     }
     return instance;
   }
}


这种写法能够在多线程中很好的工作,而且看起来它也具备很好的lazy loading,但是,每次调用getInstance方式时,都要去判断锁,效率很低,99%情况下不需要同步

饿汉式

class Single {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
         return instance;
    }
}


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,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。



双重锁校验

class Single {
     private volatile static Singleton instance;
     private Singleton(){}
     public static Singleton getInstance (){
        if(instance == null){
          synchronized(Singleton.class){
             if(instance ==  null) {
                instance = new Singleton();
             }
          }
        }
        return instance;
     }
}


 在JDK1.5之后,双重检查锁定才能够正常达到单例效果

枚举

public enum Singleton{
     INSTANCE;
     public void whateverMethod(){
       System.out.println("something");
     }
}



 这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它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,可谓是很坚强的壁垒啊,不过,由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏。


静态内部类

class Singleton{
    private Singleton(){}
    private static class SingletonHolder{
      private static final Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static final Singleton getInstance(){
       return SingletonHoldler.instance;
    }
}



这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程,但Singleton类被装载了,instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用,只有显示通过调用getInstance方法时,才会显式装载SingletonHolder类,从而实例化instance。


      各种方法各有利弊,斟酌使用。


推荐阅读:


http://www.blogjava.net/kenzhh/archive/2016/03/28/357824.html


https://blog.csdn.net/chenchaofuck1/article/details/51702129


https://blog.csdn.net/lzm18064126848/article/details/50074887



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