设计模式之单例模式
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1.什么是单例设计模式?
单例模式,是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中,只包含一个被称为单例的特殊类。
通过单例模式,可以保证系统中,应用该模式的类,一个类中只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
类结构图
具体实现方式:
(1)将构造方法私有化,使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象
(2)在该类的内部产生一个唯一的实例化对象,并且将其封装为 private static 类型。
(3)定义一个静态方法返回这个唯一对象。
实现一:立即加载(饿汉模式)
立即加载就是使用类时就已经将对象创建完毕(不管以后会不会使用到该实例化对象,先创建了再说。很着急的样子,故被称为“饿汉模式”)。
常见的实现办法就是直接new实例化。
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static、final修饰
private static final Singleton instance = new Singleton();
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
饿汉模式的优缺点:
优点:实现起来简单,没有多线程同步问题
缺点:当类SingletonTest被加载时,会初始化static的instance,静态变量被创建并分配内存空间,从这以后,这个static的instance对象便一直占用这段内存(即使你还没有用到这个实例),当类被卸载时,静态变量被销毁,并释放所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。
实现二:延迟加载(懒汉模式)
延迟加载就是调用get()方法创建实例时才被创建(先不着急实例化对象,等要用的时候才给你创建出来。不着急。故又称为懒汉模式)。
常见的实现方法就是在get方法中进行new实例化。
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
懒汉模式的优缺点:
优点:实现起来比较简单,当类SingletonTest被加载时,静态变量static的instance未被创建并分配内存空间。当getInstance方法第一次被调用时,初始化instance变量,并分配内存,因此在某些特定条件下会节约内存。
缺点:在多线程环境中,这种实现方法是完全错误的,根本不可能保证单例的状态。
实现三:线程安全的懒汉模式
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例,加synchronized关键字实现同步
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优点:在多线程情形下,保证了懒汉模式的线程安全
缺点:众所周知在多线程情形下,synchronized方法通常效率低,显然这不是最佳的实现方案。
实现四:DCL双检查锁机制(DCL:double checked locking)
public class Singleton {
// 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
private static Singleton instance;
// 构造方法私有化
private Singleton() {}
// 静态方法返回该实例
public static Singleton getInstance() {
// 第一次检查instance是否被实例化出来,如果没有进入if块
if(instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
// 某个线程取得了类锁,实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来,如果没有,才最终实例出对象
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
方法四算是单例模式的最佳实现方式。内存占用率高,效率高,线程安全,多线程操作原子性
参考
1、高洪岩,Java多线程编程核心技术,机械工业出版社
2、https://www.cnblogs.com/yinxiaoqiexuxing/p/5605338.html
3.https://www.cnblogs.com/binaway/p/8889184.html
内容总结
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