单例模式
单例模式是java中最简单的设计模式之一,这种设计模式属于创建形的设计模式,他提供了一种创建对象的最佳模式。
这中类模式设计到一个单一的类,该类负责自己创建自己的对象,同时确定只有一个对象。这个类提供了其唯一访问对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该对象。
特点:
单例类只有一个实例。
单例类必须自己创建自己的唯一实例(对外暴露一个实例化的方法)
单例类必须给所有其他对象提供这一实例
介绍
保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问他的全局访问点。
主要解决:一个全局使用的类频繁的创建与销毁
**何时使用:**当你想控制数目,节省资源的时候
如何解决: 判断是否有这个实例,有则返回没有则创建
关键: 构造函数是私有的
**优点:**没有接口,不能继承,与单一原则冲突;
使用场景:要求唯一序列号。WEB中的计数器,不用每次刷新都在数据库加一,用单例先缓存起来。创建一个对象需要资源过多,比如IO流与数据库连接等.
注意事项:getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。
下面开始代码:
懒汉式、线程不安全。
是否多线程安全:否
描述:最基本的实现方法。不支持多线程,因为没有加锁synchronized
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
是否 Lazy 初始化:是
是否多线程安全:是
描述:效率很低,99% 情况下不需要同步。
优点:第一次调用才初始化,避免内存浪费。
缺点:必须加锁 synchronized 才能保证单例,但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键(该方法使用不太频繁)。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
饿汉式
是否 Lazy 初始化:否
是否多线程安全:是
描述:这种方式比较常用,但容易产生垃圾对象。
优点:没有加锁,执行效率会提高。
缺点:类加载时就初始化,浪费内存。
它基于 classloader 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,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也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 显然没有达到 lazy loading 的效果。
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
通常掌握懒汉式、恶汉式即可
下面为拓展:
4、双检锁/双重校验锁(DCL,即 double-checked locking)
JDK 版本:JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化:是
是否多线程安全:是
实现难度:较复杂
描述:这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。
实例
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
//volatile 也是一种锁,轻量级的,synchronized 为重量级的
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
登记式/静态内部类
是否 Lazy 初始化:是
是否多线程安全:是
描述:这种方式能达到双检锁方式一样的功效,但实现更简单。对静态域使用延迟初始化,应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况,双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
枚举
JDK 版本:JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化:否
是否多线程安全:是
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}