java设计模式——单例模式

Posted 2020-11-24

1、基本介绍

单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例，
并且该类只提供-一个取得其对象实例的方法(静态方法)。如：一般情况下，数据库的连接

 

2、创建方式：

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(线程不安全， 同步代码块)
6)双重检查
7)静态内部类
8)枚举

 

2.1、饿汉式(静态常量)

class Singleton {

    private final static Singleton1 singleton = new Singleton();

    private Singleton(){}

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

优缺点:
1) 优点:这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
2)缺点: 在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则
会造成内存的浪费
3)这种方式基于classloder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，在单例模式中大
多数都是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此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就没有达到lazy loading的效果
4)结论: 这种单例模式可用，可能造成内存浪费

2)饿汉式 (静态代码块)

class Singleton {

    private  static Singleton singleton;

    static {
        singleton = new Singleton();
    }
    private Singleton(){}

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

使用静态块的方式在类加载的时候实例化，优缺点和上面一样

 

2.3、懒汉式(线程不安全)

class Singleton {

    private  static Singleton singleton;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null) {
             singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点:
1) 起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用。
2)如果在多线程下， - 一个线程进入了if (singleton = null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过
了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
3) 结论:在实际开发中，不要使用这种方式.

 

2.4、懒汉式(线程安全， 同步方法)

 

class Singleton {

    private  static Singleton singleton;

    private Singleton(){}

    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(singleton == null) {
             singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

 

优缺点:
1)解决了线程安全问题
2)效率太低了， 每个线程在想获得类的实例时候，执行getlnstance(方法都要进行同步。而其实这个方法只执行
一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低
3)结论: 在实际开发中，不推荐使用这种方式

 

5)懒汉式(线程不安全， 同步代码块)

class Singleton {

    private  static Singleton singleton;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
       
        if(singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class){
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

不推荐使用

 

2.6、双重检查

class Singleton {

    private  static volatile Singleton singleton;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class){
                if(singleton == null ){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

volatile：1》当主内存的值更新后，就可以立即更新到工作内存中，保证可见性，避免后来的线程等待
　　　　　　2》还可以防止指令重排。

优缺点:
1) Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次if (singleton == null)检查，这
样就可以保证线程安全了。
2)这样， 实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == nul)，直接return实例化对象，也避
免的反复进行方法同步.
3)线程安全; 延迟加载;效率较高
4)结论: 在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

2.7、静态内部类

class Singleton {

    private  static  Singleton singleton;

    private static class SingletonInstance{
        //声明一个静态属性
        private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance(){
      return SingletonInstance.SINGLETON;
    }
}

优缺点:
1) 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有-一个线程。

2)静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getlnstance方法，才
会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。
3)类的静态属性只会在第一-次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行
初始化时，别的线程是无法进入的。
4)优点:避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
5)结论: 推荐使用.

 

2.8、枚举

enum  Singleton{
    INSTANCE;
}

优缺点:
1)不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。,避免反射带来的问题。
2)结论: 推荐使用