单例模式

原创
04/14 11:59
阅读数 21

单例模式介绍

        所谓的单例模式,就是采取一定的方法保证在整个系统运行期间该类有且只有一个对象存在。

实现方式

        共有八种实现方式

                饿汉模式(静态常量)


/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: hungry
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/4/14 11:45
 * @Version: 1.0
 * 单例模式饿汉写法通过静态常量实现
 */
public class StaticConstant {
    /**
     * 1、构造方法私有化,防止new对象(必须私有化,因为java中创建对象必须使用构造法,所以私有化后无法通过new关键字创建对象)
     * 2、类内部创建对象
     * 3、对外提供一个静态公共方法,返回该类的对象实例
     */
    //构造方法私有化
    private StaticConstant(){

    }
    //类内部创建对象
    private final static StaticConstant staticConstant=new StaticConstant();
    //提供公共的静态方法
    public StaticConstant getStaticConstant(){
        return staticConstant;
    }
}

                饿汉模式(静态代码块)

package block;

/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: block
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/5/21 11:20
 * @Version: 1.0
 */
public class StaticCodeBlock {
    /**
     * 优缺点说明:
     * 1)这种方式和上面的方式其实类似,只不过将 类实例化的过程放在了静态代码块
     * 中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优
     * 缺点和上面是一-样的。
     * 2)结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
     */
    
    //类内部创建对象
    private  static StaticCodeBlock staticCodeBlock;

    //构造方法私有化
    private StaticCodeBlock(){

    }
    static {
        staticCodeBlock=new StaticCodeBlock();
    }
    //提供公共的静态方法
    public static StaticCodeBlock getStaticConstant(){
        return staticCodeBlock;
    }
}

                懒汉模式(线程不安全)


/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: lazy
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/5/29 11:55
 * @Version: 1.0
 * 线程不安全
 */
public class Type1 {
    /**
     * 优缺点
     * 1)起到了Lazy Loading的效果,但是只能在单线程下使用。
     * 2)如果在多线程下,一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及
     * 往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以
     * 在多线程环境下不可使用这种方式
     * 3)结论:在实际开发中,不要使用这种方式.
     */
    private static Type1 type1;
    private Type1(){

    }
    //提供一个静态公共方法,当使用该方法时才创建对象
    public static Type1 getInstance(){
        if(type1==null){
            type1=new Type1();
        }
        return type1;
    }
}

                懒汉模式(线程安全,同步方法)


/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: lazy
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/5/30 16:06
 * @Version: 1.0
 */
//懒汉模式
public class Type2 {

    /**
     * 优缺点
     * 1)解决了线程不安全问题
     * 2)效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance()方 法都要进行
     * 同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,
     * 直接return就行了。方法进行同步效率太低
     * 3)结论:在实际开发中,不推荐使用这种方式
     */
    private static Type2 type2;
    private Type2(){

    }
    //提供一个静态的公有方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题
    //即懒汉式
    public static synchronized Type2 getInstance(){
        if(type2==null){
            type2=new Type2();
        }
        return type2;
    }
}

                懒汉模式(线程安全,同步代码块)


/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: lazy
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/6/15 11:32
 * @Version: 1.0
 */
//懒加载  同步代码块
public class Type3 {
    /**
     * 优缺点
     * 1)这种方式,本意是想对第四种实现方式的改进,因为前面同步方法效率太低,
     * 改为同步产生实例化的的代码块
     * 2)但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一
     * 致,假如一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及往下执行,
     * 另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例
     * 3)结论:在实际开发中,不能使用这种方式
     */
    private static Type3 type3;

    private Type3() {
    }
    public static Type3 getInstance(){
        if(type3==null){
            synchronized (Type3.class){
                type3=new Type3();
            }
        }
        return type3;
    }
}

                双重检查


/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: lazy
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/6/15 11:49
 * @Version: 1.0
 */
public class Type4 {
    /**
     * 优缺点说明:
     * 1) Double .Check概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两
     * 次if (singleton == null)检查,这样就可以保证线程安全了.
     * 2)这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断if (singleton ==null),
     * 直接return实例化对象,也避免的反复进行方法同步.
     * 3)线程安全;延迟加载;效率较高
     * 4)结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式
     */
    private static volatile Type4 type4;
    private Type4(){

    }
    //提供一个静态的公有方法,加入双重检查代码,解决线程安全问题, 同时解决懒加载问题|
    //同时保证了效率,推荐使用
    public static Type4 getInstance(){
        if(type4==null){
            synchronized (Type4.class){
                if(type4==null){
                    type4=new Type4();
                }
            }
        }
        return type4;
    }
}

                静态内部类


/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: lazy
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/6/16 8:34
 * @Version: 1.0
 */
//静态内部类
public class Type5 {
    /**
     * 优缺点说明:
     * 1)这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
     * 2)静态内部类方式在Type5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。
     * 3)类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们
     * 保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。
     * 4)优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高
     * 5)结论:推荐使用.
     */
    private Type5() {
    }
    //写一个静态内部类,该类中有一个静态属性INSTANCE
    private static class SingletonInstance{
        private static final Type5 INSTANCE=new Type5();
    }
    public static Type5 getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

                枚举



/**
 * @ProjectName: DesignPattern
 * @Package: lazy
 * @Author: huat
 * @Date: 2020/6/16 8:34
 * @Version: 1.0
 */
public enum Type6 {
    /**
     * 优缺点说明: 
     * 1)这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题,而
     * 且还能防止反序列化重新创建新的对象。
     * 2)这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式
     * 3)结论:推荐使用
     */
    INSTANCE;
    public void test(){

    }
}

JDK中单例模式的使用

               

单例模式注意事项和细节说明

              1)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
              2)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
              3)单例模式使用的场景: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)

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