前面我们聊了:
什么是设计模式?你知道多少?
你必须知道的六大设计原则
今天我们来聊聊第一个设计模式,单例模式,也叫单件模式。
单件模式的类图可以说是所有模式的类图中最简单的,事实上,它的类图上只有一个类!但是,可不要兴奋过头,尽管从类设计的视角来说它很简单,但是实现上还是会遇到相当多的波折的。
优点
一、实例控制
单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本,从而确保所有对象都访问唯一实例。
二、灵活性
因为类控制了实例化过程,所以类可以灵活更改实例化过程。
缺点
一、开销
虽然数量很少,但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例,将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。
二、可能的开发混淆
使用单例对象(尤其在类库中定义的对象)时,开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码,因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
三、对象生存期
不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中(例如基于.NET Framework的语言),只有单例类能够导致实例被取消分配,因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中(如 C++),其他类可以删除对象实例,但这样会导致单例类中出现悬浮引用。
一般Singleton模式通常有三种形式:
第一种形式:懒汉式,也是常用的形式。
public class SingletonClass{
private static SingletonClass instance=null;
public static synchronized SingletonClass getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingletonClass();
}
return instance;
}
private SingletonClass(){
}
}
第二种形式:饿汉式
//对第一行static的一些解释
// java允许我们在一个类里面定义静态类。比如内部类(nested class)。
//把nested class封闭起来的类叫外部类。
//在java中,我们不能用static修饰顶级类(top level class)。
//只有内部类可以为static。
public class Singleton{
//在自己内部定义自己的一个实例,只供内部调用
private static final Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){
//do something
}
//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
第三种形式: 双重锁的形式。
public class Singleton{
private static volatile Singleton instance=null;
private Singleton(){
//do something
}
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
synchronized(Singleton.class){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
//这个模式将同步内容下放到if内部,提高了执行的效率,不必每次获取对象时都进行同步,只有第一次才同步,创建了以后就没必要了。
//这种模式中双重判断加同步的方式,比第一个例子中的效率大大提升,因为如果单层if判断,在服务器允许的情况下,
//假设有一百个线程,耗费的时间为100*(同步判断时间+if判断时间),而如果双重if判断,100的线程可以同时if判断,理论消耗的时间只有一个if判断的时间。
//所以如果面对高并发的情况,而且采用的是懒汉模式,最好的选择就是双重判断加同步的方式。
那么:
1、它主要应用于哪些应用场景?
2、你做过的项目中采用单例模式了吗?你认为哪种实现形式最好?
3、你在单例模式的实现上遇到过什么问题吗?
4、你知道单例模式的注意事项吗?
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