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[Java教程]java单例模式的实现方式


一、什么是单例模式

    

    单例:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

    单例模式是一种常用的软件设计模式之一,其目的是保证整个应用中只存在类的唯一个实例。

    比如我们在系统启动时,需要加载一些公共的配置信息,对整个应用程序的整个生命周期中都可见且唯一,这时需要设计成单例模式。如:spring容器,session工厂,缓存,数据库连接池等等。

 

    
    

 

二、如何保证实例的唯一

 

        1)防止外部初始化

  2)由类本身进行实例化

  3)保证实例化一次

  4)对外提供获取实例的方法

  5)线程安全

 

三、几种单利模式的比较

 

(1)饿汉式

“因为饿,所以要立即吃饭,刻不容缓”,在定义类的静态私有变量同时进行实例化。

public class Singleton {

    private static final Singleton singleton = new Singleton();

 

    private Singleton() {

 

    }

 

    public static Singleton getInstance() {

        return singleton;

    }

}

①声明静态私有类变量,且立即实例化,保证实例化一次

②私有构造,防止外部实例化(通过反射是可以实例化的,不考虑此种情况)

③提供public的getInstance()方法供外部获取单例实例

好处:线程安全;获取实例速度快 缺点:类加载即初始化实例,内存浪费

 

(2)懒汉式

“这个人比较懒,等用着你的时候才去实例化”,延迟加载。

public class Singleton {

private static Singleton singleton = null;

 

private Singleton() {

 

}

 

public static Singleton getInstance() {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

return singleton;

}

}

优点:在获取实例的方法中,进行实例的初始化,节省系统资源

缺点:①如果获取实例时,初始化工作较多,加载速度会变慢,影响系统系能

②每次获取实例都要进行非空检查,系统开销大

③非线程安全,当多个线程同时访问getInstance()时,可能会产生多个实例

 

接下来对它进行线程安全改造:

1)同步锁

public synchronized static Singleton getInstance() {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

return singleton;

}

    优点:线程安全,缺点:每次获取实例都要加锁,耗费资源,其实只要实例已经生成,以后获取就不需要再锁了

 

2)双重检查锁

public static Singleton getInstance() {

if (singleton == null) {

synchronized (Singleton.class) {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

}

}

return singleton;

}

优点:线程安全,进行双重检查,保证只在实例未初始化前进行同步,效率高 缺点:还是实例非空判断,耗费一定资源

 

3)静态内部类

public class Singleton {

 

private Singleton() {

 

}

 

private static class SingletonHolder {

private static final Singleton singleton = new Singleton();

}

 

public static Singleton getInstance() {

return SingletonHolder.singleton;

}

}

优点:既避免了同步带来的性能损耗,又能够延迟加载

 

(3)枚举

public enum Singleton {

    INSTANCE;

public void init() {

System.out.println("资源初始化。。。");

}

}

天然线程安全,可防止反射生成实例。

 

四、单例模式的优缺点

 

        优点:该类只存在一个实例,节省系统资源;对于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。

  缺点:不能外部实例化(new),调用人员不清楚调用哪个方法获取实例时会感到迷惑,尤其当看不到源代码时。

 

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