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java设计模式之单例模式

程序员文章站 2023-01-14 09:30:19
单例模式属于java设计模式的一种,最常见实现方式有以下几种 懒汉、饿汉、双重检查单例、静态内部类单例。 单例模式的特点: 1:单例类只能有一个实例 2:单例类的唯一实例化必须由自己完成 3:单例类给其他对象提供唯一实例 ......

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单例模式属于java设计模式的一种,最常见实现方式有以下几种 懒汉、饿汉、双重检查单例、静态内部类单例。

单例模式的特点:

1:单例类只能有一个实例

2:单例类的唯一实例化必须由自己完成

3:单例类给其他对象提供唯一实例

如何保证第一个和第三个特点呢->2个实例化的对象相等说明是同一实例化对象

 1 public class singletontest {
 2     
 3     public static void main(string[] args) {
 4         singleton singleton1=singleton.getinstance();
 5         singleton singleton2=singleton.getinstance();
 6         /*
 7          * 利用set的特性检验2个对象是同一个实例
 8          * 输出1代表这两个变量代表的同一个实例对象
 9          * 
10          */
11         set<singleton> set=new hashset<singleton>();
12         set.add(singleton1);
13         set.add(singleton2);
14         system.out.println("set长度"+set.size());
15         //set长度1
16     }
17 }

如何理解第二个特点:单例类是的实例化必须由自己完成->私有化构造器

private singleton() {
  }
 1 package com.innerclass;
 2 
 3 public class singletontest {
 4     
 5     public static void main(string[] args) {
 6         //我们在同包中创建一个其他类 并尝试创建singleton实例 得的一个错误
 7         //the constructor singleton() is not visible
 8         //构造方法singleton() 是不可见的 也就是说我们无法创建singleton的实例对象
 9         singleton singleton=new singleton();
10         
11     }
12 }
  • 饿汉式的实现(饿汉式也就是不管你用不用我都把实例化创建好放在这里,你需要用的时候就拿去用)

优点:始终只有一个singleton实例对象 所以线程安全

          在类加载的同时已经创建好一个静态对象,调用时反应速度快

缺点:jvm加载类的时候一定会实例化,如果一直没调用getinstance()方法,会造成资源的浪费。

1 public class singleton {
2   private singleton() {
3   }
4   private static singleton singleton=new singleton();
5   public static singleton getinstance() {
6       return singleton;
7   }
8 }
  • 线程安全的懒汉式(何为懒汉也就是按需加载 只有在使用的时候才对单例类去初始化)

优点:按需加载,不会造成资源的浪费

缺点:无synchronized关键字的单例类会造成线程的不同步 

 1   private singleton() {
 2       
 3   }
 4   public static singleton singleton=null; 
 5   public synchronized singleton getinstance(){
 6       if(singleton==null) {
 7           return  new singleton();
 8       }
 9    return singleton;
10   }

此处说一下为什么要给getinstance()方法加锁(实际意义上是给singleton.class类类型加锁,有兴趣可以去了解一下)

假设上面的代码中没有 synchronized 关键字  

public class singleton {
  private singleton() {
      
  }
  private static singleton singleton=null;
  public static  singleton getinstance(){
      if(singleton==null) {
          try {
       //假设线程阻塞情况 thread.sleep(100); return new singleton(); } catch (interruptedexception e) { // todo auto-generated catch block e.printstacktrace(); } } return singleton; } public static void main(string[] args) { set<singleton> singletons= new hashset<singleton>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { singletons.add(singleton.getinstance()); } system.out.println(singletons.size());
     //10
     //说明多线程下懒汉式可能会创建多个实例对象
} }

这种情况下,线程安全可以保证,但是效率问题受到人的诟病了。因为线程第一次实例化类之后,往后每次获取实例化对象仍然需要去获取单例类的锁和释放锁。增加了性能的损耗。于是有了以下2中进阶方式的单例模式

  • 双重检查单例(不同于上一个懒汉式实现方式  只有当对象未实例化的时候才选择去加锁创建唯一实例,若是对象已初始化直接返回已初始化对象,提高了效率)
     1 public class singleton {
     2 /**
     3      * 双重检查单例
     4      */
     5   private singleton() {
     6           
     7   }
     8   private static  volatile  singleton singleton;
     9   public static singleton getinstance() {
    10       if(singleton!=null) {
    11           synchronized (singleton.class) {
    12             if(singleton!=null) {
    13                 singleton=new singleton();
    14             }
    15         }
    16       }
    17       return singleton;
    18   }
    19 }

     

volatile关键字 在这里不做叙述,有兴趣的可以直接去百度它的作用
  • 静态内部类实现单例(利用原理是内部类的对外不可见性)
public class singleton {
    private singleton() {
        
    }
    private static  class singletonhandler{
        private static singleton singleton=new singleton();
    }
    public singleton getinstance() {
        return singletonhandler.singleton;
    }
    
}

推荐大家在多线程开发中使用双重检查单例和静态内部类单例,集成了懒汉和饿汉的优点。

如何只是单线程没有线程同步情况的话按照情况选择懒汉和饿汉式。

学习过程中,如有不对,请指出。