java23种设计模式(1)-单例模式

简要说明

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)

1、饿汉式单例模式
package singleton;

/**
 * 饿汉式单例模式
 */
public class Singleton {
    
    
    //方法区静态常量池初始化对象
    private static final Singleton singleton = new Singleton();
    //构造方法私有化,不让外部new
    private Singleton(){
    
    }
    public static Singleton getInstance(){
    
    
        return singleton;
    }
    public void m(){
    
    
        System.out.println("m");
    }
    public static void main(String Args[]){
    
    
        Singleton p1 = Singleton.getInstance();
        Singleton p2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(p1 == p2);
    }
}

饿汉式在类进行初始化的时候就将类实例创建好,不管是否使用。而在使用时直接调用就行,不需要进行判断,同时需要花费大量的空间,典型的空间换时间。

2、懒汉式单例模式

必须加锁,如果不加锁,使用懒汉式的多线程不安全
1,在对象之间加锁,缺点是每个对象都需要进行等待和判断,效率低

package singleton;

/**
 * 懒汉式:用的时候进行初始化
 */
public class Singleton2 {
    
    
    //不需要final,在加final时需要初始化
    private static Singleton2 singleton2;
    private Singleton2(){
    
    }

    public static synchronized Singleton2 getInstance(){
    
    
        //在此区间可能出现线程不安全
        //因此需要加锁使得线程同步,缺点是效率降低
        if(singleton2 == null){
    
    
            try{
    
    
                Thread.sleep(10);
            }catch(Exception e){
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            singleton2 = new Singleton2();
        }
        return singleton2;
    }

    public void m(){
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                //从打印区间看看对象的hash码是否相同
                System.out.println(Singleton2.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

2,改进,使用双重检查

package singleton;

public class Singleton3 {
    
    
    //不需要final,在加final时需要初始化
    private static Singleton3 singleton3;
    private Singleton3(){
    
    }

    public static  Singleton3 getInstance(){
    
    
        //在此区间可能出现线程不安全
        //因此需要加锁使得线程同步,缺点是效率降低
        if(singleton3 == null){
    
    
            //因此需要双重检查
            synchronized (Singleton3.class){
    
    
                if(singleton3 == null){
    
    
                    try{
    
    
                        Thread.sleep(10);
                    }catch(Exception e){
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                    singleton3 = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return singleton3;
    }

    public void m(){
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                //从打印区间看看对象的hash码是否相同
                System.out.println(Singleton3.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}
3,使用比较完美的静态内部类实现单例模式
package singleton;

/**
 * 完美的写法
 */
public class Singleton4 {
    
    
    private Singleton4(){
    
    }
    //使用静态内部类
    private static class Singleton4Hold{
    
    
        private final static Singleton4 singleton4 = new Singleton4();
    }

    public static Singleton4 getInstance(){
    
    
        return Singleton4.getInstance();
    }
    public void m(){
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                //从打印区间看看对象的hash码是否相同
                System.out.println(Singleton4.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}
4,枚举实现单例模式

简单高效,不仅可以解决线程同步的问题,还可以防止被序列化
防止被序列化的原因是因为枚举内部没有构造方法

package singleton;


public enum Singleton5 {
    
    
    INSTANCE;
    public void m(){
    
    }
    public static void main(String[] args) {
    
    
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Singleton5.INSTANCE.hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

5、总结

-单例对象 占用资源少,不需要延时加载,枚举 好于 饿汉
-单例对象 占用资源多,需要延时加载,静态内部类 好于 懒汉式

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