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Java的單例設(shè)計(jì)模式詳解

更新時(shí)間：2018年12月22日 15:52:42 作者：pigdreams

今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Java的單例設(shè)計(jì)模式詳解，小編覺得內(nèi)容挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價(jià)值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧

1.什么是單例模式

生成一個(gè)獨(dú)一無二的，保證任何時(shí)刻一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例的模式
確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)
可以在需要時(shí)才創(chuàng)建對(duì)象，避免了全局變量在程序啟動(dòng)時(shí)就得創(chuàng)建對(duì)象的缺點(diǎn)。

2.經(jīng)典單例模式實(shí)現(xiàn)

public class MyInstance{
 //第一步：私有化構(gòu)造器，只有類自身才能調(diào)用構(gòu)造器外部類不能夠直接new出這個(gè)類的實(shí)例對(duì)象
 private MyInstance(){}
 //第二步：聲明一個(gè)全局靜態(tài)變量來記錄自身實(shí)例的對(duì)象,也是私有的，限制其它外部類訪問
 private static MyInstance myInstance;
 //第三步：提供一個(gè)外部可訪問的靜態(tài)公開方法，來獲得該類的唯一實(shí)例
 public static MyInstance getMyInstance(){
 //第四步：進(jìn)行判斷自身類對(duì)象如果為空，則創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例
 if(myInstance==null){
  //這里的方法只執(zhí)行了一次，生成了一個(gè)唯一的類對(duì)象
  myInstance=new MyInstance();
 }
 //第五步：如果不為空，則返回該類對(duì)象，故由始至終，該類對(duì)象只初始化過一次，只有一個(gè)對(duì)象存在，這就是單例模式
 return myInstance;
 }
}

3.經(jīng)典模式存在的缺陷

這種經(jīng)典模式也稱之為懶漢式單例模式（lazy instantiaze),因?yàn)樗茄舆t化實(shí)例化的，即如果我們不需要這個(gè)實(shí)例，則它永遠(yuǎn)不會(huì)被初始化，只有在調(diào)用過一次實(shí)例化方法后，才會(huì)被創(chuàng)建出對(duì)象。

在多線程的情況下可能會(huì)產(chǎn)生并發(fā)問題，因?yàn)楂@取單例的方法getMyInstance()有可能被多個(gè)線程同時(shí)訪問，這時(shí)就會(huì)有可能創(chuàng)建出兩個(gè)以上的實(shí)例對(duì)象。這就要考慮要線程安全的問題了，解決問題就是在獲取實(shí)例方法處加一個(gè)同步鎖，這樣就能輕松地解決線程并發(fā)的問題了。

public static synchronized MyInstance getMyInstance(){
 //加同步鎖關(guān)鍵字synchronized，這樣在有線程訪問這個(gè)方法時(shí)，其它線程只能等待當(dāng)前線程訪問結(jié)束才能訪問這個(gè)方法。
 if(myInstance==null){
  //這里的方法只執(zhí)行了一次，生成了一個(gè)唯一的類對(duì)象
  myInstance=new MyInstance();
 }

4.多線程下同步所造成的性能問題

如果將獲取實(shí)例的方法進(jìn)行同步的話，會(huì)造成程序執(zhí)行的效率大大地下降，而且單例對(duì)象生成只要調(diào)用一次方法即可，之后每次調(diào)用這個(gè)方法時(shí)，同步都是一種累綴，有可能會(huì)拖垮程序的性能。

當(dāng)然如果你的程序?qū)τ谛阅艿囊蟛⒉皇呛芨叩脑挘猛降姆椒ǐ@取單例是最簡(jiǎn)單而有效的。

為保證程序的性能并且又不會(huì)出現(xiàn)并發(fā)的問題，可以使用另一種生成單例對(duì)象的模式，叫做餓漢式單例模式(eagerly instantiaze)

public class MyInstance{
 //第一步：私有化構(gòu)造器
 private MyInstance(){}
 //第二步：聲明一個(gè)全局靜態(tài)變量來記錄自身實(shí)例的對(duì)象,并進(jìn)行實(shí)例化
 private static MyInstance myInstance=new MyInstance();
 //第三步：提供一個(gè)外部可訪問的靜態(tài)公開方法，來獲得該類的唯一實(shí)例
 public static MyInstance getMyInstance(){
 return myInstance;
 }

這個(gè)模式使JVM在加載這個(gè)類時(shí)會(huì)馬上創(chuàng)建唯一的單例對(duì)象，這樣就能保證任何線程訪問靜態(tài)單例變量myInstance時(shí)，單例對(duì)象一定被實(shí)例化過了。

5.利用雙重檢查加鎖來提升性能

首先檢查實(shí)例是否已經(jīng)創(chuàng)建了，如果沒有才進(jìn)行同步獲取實(shí)例的方法，這樣就保證了實(shí)例方法只會(huì)在第一次獲取實(shí)例時(shí)會(huì)同步。
這里要用到一個(gè)關(guān)鍵字volatile,此關(guān)鍵字確保了當(dāng)實(shí)例變量myInstance被初始化成實(shí)例對(duì)象時(shí)，多個(gè)線程能正確地處理實(shí)例變量。注意，這個(gè)關(guān)鍵字只有在Java1.5及以上的版本才會(huì)對(duì)雙重檢查加載生效。

public class MyInstance{
 //用關(guān)鍵字volatile修飾實(shí)例變量
 private volatile static MyInstance myInstance;
 //私有化構(gòu)造器
 private MyInstance(){}
 public static MyInstance getMyInstance(){
 //第一次檢查實(shí)例是否存在
 if(myInstance==null){
  //如果不存在則進(jìn)入同步區(qū)塊
  synchronized (MyInstance.class){
  if(myInstance==null){
   //第二次檢查，如果不為空才真正創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象
   myInstance=new MyInstance();
  }
  } 
 }
 //如果不為空，則直接返回該類對(duì)象
 return myInstance;
 }
}

單例模式的所有情況都已經(jīng)總結(jié)完畢，一開始以為單例模式應(yīng)該是所有設(shè)計(jì)模式中最簡(jiǎn)單易懂的了，沒想到看到四人幫的HeadFirst設(shè)計(jì)模式后發(fā)現(xiàn)還有這么多門道，真的是學(xué)無止境。