【不就是Java设计模式吗】解密单例八种设计模式,带你整理代码思路

简介: 【不就是Java设计模式吗】解密单例八种设计模式,带你整理代码思路

🧡前言

先看看思维导图:

image.png


📕在学习Java基础的时候,曾天真的以为单例设计模式就是懒汉式和饿汉式这两种。今天在B站学习了单例设计模式,真是打开了新世界的大门,自己总结了单例模式的学习笔记,从代码到自己的思路,最后到每一种方式的小结,相信小伙伴们看了后会有所收获


一、🍂模式介绍

所谓单例设计模式,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)


二、🍂分类

🏳‍🌈分类1:饿汉式

静态常量饿汉式

代码

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        //结果是true,说明是同一个对象实例
        System.out.println(instance1 == instance2);
    }
}
class Singleton {
    //构造器私有化,外部不能通过new的方式创建此类的对象
    private Singleton() {}
    //本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    //提供静态方法,得到实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}


🔥思路

🚩先创建私有构造器,然后创建私有的final的静态对象,最后提供一个可以得到实例对象的方法


结论与分析

线程安全,写法简单,该方式可用,在类装载的时候就完成了实例化。也就是因为在类装载的时候完成了实例化,所以,如果从始至终都从未使用过这个实例,就造成了内存的浪费


静态代码块饿汉式

代码

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


🔥思路

🚩先创建私有类构造器,然后创建私有静态类引用,接着在静态代码块中给引用创建实例,最后提供一个可以得到实例对象的方法


结论与分析

线程安全,写法简单,该方式可用,在类装载的时候就完成了实例化。也就是因为在类装载的时候完成了实例化,所以,如果从始至终都从未使用过这个实例,就造成了内存的浪费


🏳‍🌈分类2:懒汉式

方式1

代码

class Singleton{
    private Singleton(){}
    private static Singleton instance;
    //当使用该方法时,才去创建对象
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null)
            instance = new Singleton();
        return instance;
    }
}


🔥思路

🚩跟前面的饿汉式思路差不多,先创建一个私有类构造器,然后提供私有静态引用,最后写一个静态方法用来得到引用的对象实例;其中,引用的对象实例是用if (instance == null)来判断是否赋值的


结论与分析

线程不安全,当在多线程下,一个线程进入了if (instance == null)判断语句,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时候就可能产生多个实例,不建议使用


方式2

代码

class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    //加入同步处理的代码,解决线程安全问题
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (instance == null)
            instance  = new Singleton();
        return instance;
    }
}


🔥思路

🚩思路跟方式1就是在方法中多了一个synchronized,可以保证线程安全


结论与分析

线程安全,但是效率低。每个线程在想获得类的实例的时候,执行getInstance()都要进行同步,其实这个方法只执行一次实例化代码就可以了,不推荐使用


方式3

代码

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


🔥思路

🚩跟前面的代码没有很大区别,不同的是,方式3把synchronized线程同步问题放在getInstance()里面,但是并没有解决安全问题


结论与分析

线程不安全,效率也低,不推荐使用


🏳‍🌈分类3:双重检查

代码

class Singleton{
 /*
    volatile的作用:
    1、保证了不同线程对该变量操作的内存可见性(当一个线程修改了变量,其他使用次变量的线程可以立即知道这一修改)
    2、禁止了指令重排序.
     */
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized(Singleton.class){
                if (instance == null)
                    instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}



🔥思路

🚩这里可以和懒汉式的方式3对比一下,大体上比方式3多了一层if语句的判断


总结分析

线程安全,效率较高;如代码所示,进行了两次if (instance == null)检查,可以保证线程安全,推荐使用


🏳‍🌈分类4:静态内部类

代码

class Singleton{
    private Singleton(){}
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}


🔥思路

🚩这个思路也比较好理解,先构造私有类构造器方法,然后创建静态内部类用来创建类的对象,最后创建一个从内部类获取对象实例的方法


总结分析

线程安全,采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程,效率高;静态内部类方式在Singleton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SingletonInstance类,从而完成Singleton的实例化,推荐使用


🏳‍🌈分类5:枚举

代码

public class Test08 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
        //true
        System.out.println(instance1 == instance2);
        //运行结果:你好呀,我是卷心菜~~
        instance1.sayHello();
    }
}
enum Singleton{
    INSTANCE;
    public void sayHello(){
        System.out.println("你好呀,我是卷心菜~~");
    }
}



🔥思路

🚩枚举类真的是单例模式中最简单的一个了,就是根据自己需要的来写相应的属性和方法


总结分析

线程安全,能防止反序列化重新创建新的对象,非常推荐使用


三、🍂使用场景

🚩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)


四、🍂总结

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来获取对象


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