设计模式之--单例模式

时间:2022-11-10 20:45:57

单例模式

原文地址:http://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

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数据创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式设计到一个单一的类,该类负责创建自己对象,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。

注意:

  • 1.单列类只能有一个实例。

  • 2.单列类必须自己创建自己的唯一实例。

  • 3.单列类必须给所有其他对象提供这一实例。

介绍

意图:保证一个类只有一个实例,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列,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。

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。
  • 2.创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如I/O与数据库的链接等。

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

单列模式的几种实现方式

1.懒汉式,线程不安全

描述:这种方式是最基本的实现方式,这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁synchronized,所以严格意义上它并不算单例模式。

public class Singleton {  
private static Singleton instance;
private Singleton (){}

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

2.懒汉式,线程安全

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:必须就加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)。

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

3.饿汉式

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。

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

4.双检锁/双重校验锁

描述:采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance()的性能对应程序很关键。

public class Singleton {  
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}

5.登记式/静态内部类

描述:这种方式能达到双检锁方式一样的功效,但实现更简单。对静态域使用延迟初始化,应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况,双检锁方式可在实例域需要延迟初始化使用。

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