设计模式之单例模式

本文主要是介绍设计模式之单例模式，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

介绍

单例模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。

单例模式的八种方式

1.饿汉式（静态常量）

2.饿汉式（静态代码块）

3.懒汉式（线程不安全）

4.懒汉式（线程安全，同步方法）

5.懒汉式（线程安全，同步代码块）

6.双重检查

7.静态内部类

8.枚举

逐一介绍

饿汉式（静态常量）

步骤如下：

1.构造器私有化（防止new)
2.类的内部创建对象
3.向外暴露一个静态的公共方法。getInstance

代码举例：

//饿汉式（静态变量）
class Singleton{
    //1.构造器私有化
    private Singleton(){
    }
    //2.本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();

    //3.提供公有的静态方法，获取对象实例
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

优缺点

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。

缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费

结论：这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法)导致类装载，这时候初始化instance就没有达到lazy loading的效果

饿汉式（静态代码块）

直接上代码：

//饿汉式（静态代码块）
class Singleton{
  //1.构造器私有化
    private Singleton(){

    }
    //2.在本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    //静态代码块，创建对象实例
    static {
        instance = new Singleton();
    }
    //3.提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }

}

优缺点

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。

结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

懒汉式（线程不安全）

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

    //提供一个公有的静态方法，需要用到时再去new
    //这是懒汉式
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点

起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用。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

结论：在实际开发中，不要使用这种方式

懒汉式（线程安全，同步方法）

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

   }
   //提供一个公有的静态方法，加入同步处理的代码，解决线程安全的问题
    //懒汉式2————线程安全
    public static synchronized Singleton getInstance(){
       if(instance == null){
           instance = new Singleton();
       }
       return instance;
    }
}

优缺点

1.解决了线程安全问题
2.效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance0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reum就行了。方法进行同步效率太低

结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

懒汉式（线程安全，同步代码块）

class Singleton{
    private static Singleton singleton;
    private Singleton(){

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

不推荐使用

双重检查

class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    //提供一个公有的静态方法，加入双重检查的代码，保证了了懒加载和线程安全
    //同时保证了效率，推荐使用
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点

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(singletonnull)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(singletonnul),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
结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

静态内部类

//静态内部类完成，推荐使用
class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    //构造器私有化
    private Singleton() {
    }

    //写一个静态内部类，该类中有一个静态属性Singleton
    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    //提供一个公有的静态方法，直接返回 SingletonInstance.INSTANCE
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

优缺点

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Singleton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
结论：推荐使用

枚举

//应用枚举，实现单例，推荐
enum Singleton{
    INSTANCE;//属性
    public void sayOK(){
        System.out.println("ok~");

    }
}

优缺点

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
结论：推荐使用

单例模式在JDK应用的源码分析

在JDK中，java.lang.Runtime就是经典的单例模式（饿汉式），如下图：

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）

这篇关于设计模式之单例模式的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！