1、设计模式之单例模式

有个同学讲解的非常好,这里附上地址:我给面试官讲解了单例模式后,他对我竖起了大拇指!

设计模式分为三类类型,共23种

  1. 创建型模式:单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
  2. 结构型模式:适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
  3. 行为型模式:模板方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式。

介绍

单例模式是指在内存中只会创建且仅创建一次对象的设计模式。在程序中多次使用同一个对象且作用相同时,为了防止频繁地创建对象使得内存飙升,单例模式可以让程序仅在内存中创建一个对象,让所有需要调用的地方都共享这一单例对象。

单例设计模式的八种方式

  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,双重检查)
  6. 静态内部类
  7. 枚举

1. 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)

代码如下:

public class Singleton
{
    
    
	private Singleton(){
    
    }
	
	private final static Singleton instance = new Singleton();

	public static Singleton getInstance(){
    
    
		return instance;
	}
}

总结:这种方式写法简单,容易理解,避免了线程同步的问题。但是,如果从始至终都没用过这个类,它也会加载到内存中,可能回造成内存浪费。

2. 饿汉式(静态代码块)

代码如下:

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

	static{
    
    
		instance = new Singleton();
	}
	
	public static Singleton getInstance(){
    
    
		return instance;
	}
}

总结:其优缺点和上面一样

3. 懒汉式(线程不安全)

懒汉式就是懒,需要用到的时候才去创建对象。

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

	//调用方法时才创建对象
	public static Singleton getInstance(){
    
    
		if(instance == null)
		{
    
    
			 instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

总结:起到了懒加载的效果,一定程度上避免了内存的浪费。但是,第一次调用getInstance()方法时,如果是多个线程同时调用的话,由于没有锁机制,多个线程会同时进入方法内部,这时就会产生多个对象,只能在单线程下使用,在实际开发中不建议使用。

4. 懒汉式(线程安全,同步方法)

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

	//调用方法时才创建对象
	public static synchronized Singleton getInstance(){
    
    
		if(instance == null)
		{
    
    
			 instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

总结:这种写法解决了上面的线程安全问题。但是,它依然不是被推荐使用的。因为多线程使用的话,每次调用getInstance()都会对方法进行加锁,其它线程只能等锁释放了才能访问,会带来性能问题,实际开发中不推荐使用。

5.懒汉式(线程安全,双重检查)

public class Singleton {
    
    
    
    private static volatile Singleton singleton;
    
    private Singleton(){
    
    }
    
    public static Singleton getInstance() {
    
    
        if (singleton == null) {
    
      // 线程A和线程B同时看到singleton = null,如果不为null,则直接返回singleton
            synchronized(Singleton.class) {
    
     // 线程A或线程B获得该锁进行初始化
                if (singleton == null) {
    
     // 其中一个线程进入该分支,另外一个线程则不会进入该分支
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

总结:这种方法完美解决了线程安全以及内存浪费问题,也不会每次都加锁,其中volatile关键字是为了防止指令重拍(不了解的可以去百度),推荐使用。

6.静态内部类(线程安全,双重检查)

public class Singleton
{
    
    
	private Singleton(){
    
    }
	public static class SingletonInstance{
    
    
		private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
	}
	public static synchronized Singleton getInstance(){
    
    
		return SingletonInstance.INSTANCE;
	}
}

总结:装载Singleton类的时候并不会立马也装载SingletonInstance类,调用getInstance()方法的时候才会装载SingletonInstance类,而且只会装载一次,不存在线程安全的问题,推荐使用。

7. 枚举

public enum Singleton {
    
    
    INSTANCE;
     
    public void doSomething() {
    
    
        System.out.println("这是枚举类型的单例模式!");
    }

总结:代码少,避免线程安全问题,而且可以防止反序列。饿汉式和懒汉式都无法避免反序列化,因为反射可以调用类的私有方法,那么也就可以调用私有构造函数,能调用就可以实例化多个,枚举的方式可以防止这种情况,推荐使用。

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