1.單例設(shè)計(jì)模式的設(shè)計(jì)思想與應(yīng)用場景

設(shè)計(jì)目的

避免因?yàn)閯?chuàng)建了多個實(shí)例造成資源的浪費(fèi)，且多個實(shí)例由于多次調(diào)用容易導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)錯誤，而使用單例模式能夠保證整個應(yīng)用中有且只有一個實(shí)例。

設(shè)計(jì)思想

(1)不允許其他程序用new對象： 因?yàn)閚ew就是開辟新的空間，在這里更改數(shù)據(jù)只是更改的所創(chuàng)建的對象的數(shù)據(jù)，如果可以new的話，每一次new都產(chǎn)生一個對象，這樣肯定保證不了對象的唯一性。

(2)在該類中創(chuàng)建對象： 因?yàn)椴辉试S其他程序new對象，所以這里的對象需要在本類中new出來

(3)對外提供一個可以讓其他程序獲取該對象的方法

應(yīng)用場景

一些常用的工具類、線程池、緩存，數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫連接池、賬戶登錄系統(tǒng)、配置文件等程序中可能只允許我們創(chuàng)建一個對象。

2.單例模式的寫法

單例模式的寫法大的方面可以分為5種五種

1.懶漢式

2.餓漢式

3.雙重校驗(yàn)鎖

4.靜態(tài)內(nèi)部類

5.枚舉

2.1單例模式的餓漢式

public class Singleton {
		private static Singleton instance=new Singleton();
		//構(gòu)造器私有化，本身不可創(chuàng)建
		private Singleton(){
		}
		//定義一個獲取對象的方法
		public static Singleton getInstance(){
			 return instance;
		}
｝

餓漢式的靜態(tài)代碼塊寫法

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

備注：兩種寫法的主要區(qū)別在于加載的時間點(diǎn)上，前者在于靜態(tài)常量顯示初始化之后，后者在與靜態(tài)代碼塊加載運(yùn)行的時候。

優(yōu)點(diǎn)：餓漢式的寫法主要的優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)方式簡單，在類加載的時候完成了對象的實(shí)例化，因此也可以有效避免線程問題。

缺點(diǎn)：可能造成資源浪費(fèi)的情況，由于對象實(shí)例是在代碼加載過程中進(jìn)行的，只要代碼成功加載對象實(shí)例就會被創(chuàng)建導(dǎo)致內(nèi)存浪費(fèi)?！颈徽加玫膬?nèi)存是非常小的，所以也是推介可以使用的。】

2.2單例模式的懶漢式

2.2.1 懶漢式普通寫法

線程不安全，不推薦使用

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

與餓漢式的寫法相比較，懶漢式主要是在對**getInstance()**方法調(diào)用的時候進(jìn)行實(shí)例化對象的操作，既用之再造，節(jié)省了內(nèi)存，故因此稱之為懶漢式。

懶漢式的普通寫法式存在線程安全問題的，總的來說也就是存在重復(fù)創(chuàng)建對象的風(fēng)險(xiǎn)。假設(shè)線程1進(jìn)來，通過if(instance==null)的條件判斷準(zhǔn)備運(yùn)行”insatance=new Singleton()“這條代碼前，又有線程2運(yùn)行，此時還沒有成功進(jìn)行Singleton對象實(shí)例的創(chuàng)建，if 的條件判斷仍然成立，線程2也會去執(zhí)行instance=new Singleton()這條語句，這樣就會導(dǎo)致多個Singleton對象被創(chuàng)建。這就是為什么懶漢式的普通寫法會造成線程安全的原因。

2.2.2懶漢式同步代碼寫法

【給創(chuàng)建對象的語句加鎖】與2.2.1的寫法類似仍為線程不安全的寫法，不推薦使用

public class Singleton7 {
 
	private static Singleton instance=null;
	
	public static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			synchronized (Singleton.class) {
				instance = new Singleton();
			}
		}
		return instance;
	}
}

與2.2.1相類似，synchronized (Singleton.class) 鎖住的只是對于對象的創(chuàng)建，仍有有可能再線程1獲得”鑰匙“還未進(jìn)行對象的創(chuàng)建的時候，線程二也通過條件判斷進(jìn)行鎖等待，一旦獲得“鑰匙”也會進(jìn)行對象創(chuàng)建，也是會導(dǎo)致多對象的創(chuàng)建。

2.2.3懶漢式同步方法寫法

線程安全，但效率非常低，不推薦使用

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

缺點(diǎn)：效率太低了，每個線程在想獲得類的實(shí)例時候，執(zhí)行g(shù)etInstance()方法都要進(jìn)行同步，方法進(jìn)行同步效率太低。

2.2.4單例模式懶漢式雙重校驗(yàn)鎖

推介使用

public class Singleton {
	/**
	 * 懶漢式變種，屬于懶漢式中最好的寫法，保證了：延遲加載和線程安全
	 */
	private static Singleton instance=null;
	private Singleton() {};
	public static Singleton getInstance(){
		 if (instance == null) {  
	          synchronized (Singleton.class) {  
	              if (instance == null) {  
	            	  instance = new Singleton();  
	              }  
	          }  
	      }  
	      return instance;  
	}
}

通過雙層if(insatance==null)的條件限制，防止了多線程運(yùn)行就算在解鎖條件下多對象的創(chuàng)建。

通過synchronized 保證了線程安全，但再第一次對象成功創(chuàng)建后，就可以通過return instance 避免了加鎖代碼的重復(fù)運(yùn)行，大大提升了效率。

在線程安全以及效率之間找到了一個平衡點(diǎn)。

2.3內(nèi)部類

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

這種方式跟餓漢式方式采用的機(jī)制類似，但又有不同。兩者都是采用了類裝載的機(jī)制來保證初始化實(shí)例時只有一個線程。不同

的地方在餓漢式方式是只要Singleton類被裝載就會實(shí)例化，沒有Lazy-Loading的作用，而靜態(tài)內(nèi)部類方式在Singleton類被裝載時

并不會立即實(shí)例化，而是在需要實(shí)例化時，調(diào)用getInstance方法，才會裝載SingletonHolder類，從而完成Singleton的實(shí)例化。

類的靜態(tài)屬性只會在第一次加載類的時候初始化，所以在這里，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進(jìn)行初始化時，別的線程是

無法進(jìn)入的。

優(yōu)點(diǎn)：避免了線程不安全，延遲加載，效率高。

2.4枚舉

public enum SingletonEnum {
	 instance; 
	 private SingletonEnum() {}
	 public void method(){
	 }
}

也就是直接將枚舉類Enum直接當(dāng)作一個上述例子中的Singleton所對應(yīng)的實(shí)例去進(jìn)行使用，可以直接通過SingletonEnum.instance.method();的方式對實(shí)例中我們要使用的方法進(jìn)行調(diào)用。

不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對象。可能是因?yàn)槊杜e在JDK1.5中才添加，所以在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中，很少見人這么寫過，這種方式也是最好的一種方式，如果在開發(fā)中JDK滿足要求的情況下建議使用這種方式。

總結(jié)

對于寫法的選擇，開源項(xiàng)目也是采用的單例模式懶漢式雙重校驗(yàn)鎖這種寫法，其實(shí)最安全的寫法是枚舉，它的實(shí)現(xiàn)非常簡單而且最安全可謂很完美，但是可能是因?yàn)橹С值腏DK版本有限又或者是因?yàn)槊杜e大家不熟悉所以目前使用的人并不多，可以更多的進(jìn)行嘗試。

另外當(dāng)我們使用反射機(jī)制時可能不能保證實(shí)例的唯一性，但是枚舉始終可以保證唯一性【這與枚舉類在初始類加載的過程以及進(jìn)行的操作有關(guān)】。

到此這篇關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式之單例模式Singleton Pattern詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java單例模式Singleton Pattern內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論