23天读懂23种设计模式:单例模式(创建型)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了23天读懂23种设计模式:单例模式(创建型)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
winter
单例模式(Singleton Pattern):一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
工厂方法模式(Factory Pattern):在工厂方法模式中,工厂类成为了抽象类,实际的创建工作将由其具体子类来完成。
抽象工厂模式(Abstract Factory):抽象工厂可以向客户提供一个接口,创建多个产品族中的产品对象,强调的是“对象系列”的变化。
建造者模式(Builder Pattern):把构造对象实例的逻辑移到了类的内部,在类的外部定义了该类的构造逻辑,强调的是产品的构造过程。
原型模式(Prototype Pattern):原型模式和工厂模式一样,同样对客户隐藏了对象创建工作具体的实现细节,通过复制一个现有的对象生成新对象。
普通模式的特点是:不允许外部直接创建,且对象是全局共享。
下面 例子1 是普通实现方法的单例模式,也是我们最常用的:
/**
* 普通写法
*/
public class SingletonCase1 {
private static SingletonCase1 singleton = null;
public SingletonCase1() {
}
/**
* 并发下会产生多个实例
*/
public static SingletonCase1 getInstance(){
if (singleton == null){
singleton = new SingletonCase1();
}
return singleton;
}
}
代码分析:
因此虽然在默认的构造函数上添加了私有属性private,也确实满足了懒加载,但是如果有多个访问者同时去获取对象实例,你可以想象很多人在抢厕所,就会造成多个同样的实例并存,所以是非线程安全的。
饿汉式单例模式的特点是:类在加载时就直接初始化了实例。即使没用到,也会实例化,因此,它也是线程安全的单例模式。
下面 例子2 是饿汉模式:
/**
* 饿汉式
* 饿汉式的特点是:类在加载时就直接初始化了实例。即使没用到,也会实例化,因此,也是线程安全的单例模式。
*/
public class SingletonCase3 {
/**类在加载的时候直接进行初始化*/
private static SingletonCase3 singleton = new SingletonCase3();
public SingletonCase3() {
}
/**
* 对外暴露唯一接口
* 提供单例对象
*/
public static SingletonCase3 getInstance(){
return singleton;
}
}
懒汉式单例模式的特点:对比普通模式,给方法加了排它锁,这是线程安全的写法;对比饿汉模式,全局对象只会在用到时才会进行初始化。
下面 例子3 是懒汉模式:
/**
* 懒汉式,对比SingletonCase1,给方法加了排它锁,这是线程安全的写法。
* 用到这个实例时才去调用方法实例化。但是,我们把整个方法都同步了,效率很低下,我们可以继续优化,只在创建实例的地方加上同步
*/
public class SingletonCase2 {
private static SingletonCase2 singleton = null;
public SingletonCase2() {
}
/**
* 整个方法锁住了,效率较低
* @return
*/
public synchronized static SingletonCase2 getInstance(){
if (singleton == null){
singleton = new SingletonCase2();
}
return singleton;
}
}
双重校验模式的特点:考虑到多线程下的并发操作,全局对象使用了 修饰,同时在对象初始化时进行加锁防止对象被其他线程重复创建。
此处可以参考《Java并发编程实战》的 。
下面 例子4 是双重校验模式:
/**
* 双重非空判断,new对象前加一次锁。
* volatile关键字,考虑的是,new关键字在虚拟机中执行时其实分为很多步骤,具体原因可以参考深入理解java虚拟机一书(考虑的是这个new关键字字节码执行时是非原子性的),而volatile关键字可以防止指令重排。
*/
public class SingletonCase4 {
/**volatile防止指令重排*/
private static volatile SingletonCase4 singleton;
public SingletonCase4() {
}
/**
* 只是在实例为空时才进行同步创建
* 为什么做了2次判断?
* A线程和B线程同时进入同步方法 getInstance
* 然后都在1位置处判断了实例为null
* 然后都进入了同步块2中
* 然后A线程优先进入了同步代码块2中(B线程也进入了),然后创建了实例
* 此时,如果没有3处的判断,那么A线程创建实例同时,B线程也会创建一个实例
* 所以,还需要做2次判断
* */
public static SingletonCase4 getInstance(){
if (singleton == null){
synchronized (SingletonCase4.class){
if (singleton == null){
singleton = new SingletonCase4();
}
}
}
return singleton;
}
}
内部类模式的特点是:由于静态内部类跟外部类是平级的,所以外部类加载的时候不会影响内部类,因此实现了懒加载。
下面 例子5 是内部类模式:
/**
* 内部类
* 优点:由于静态内部类跟外部类是平级的,所以外部类加载的时候不会影响内部类,因此实现了lazy loading, 同时也是利用静态变量的方式,
* 使得INSTANCE只会在SingletonHolder加载的时候初始化一次,从而保证不会有多线程初始化的情况,因此也是线程安全的。
*/
public class SingletonCase5 {
//静态内部类,懒加载:在被用到时才加载(根据内部类不会在其外部类被加载的同时被加载的事实)
private static class SingletonCase5Holder{
private static final SingletonCase5 singleton = new SingletonCase5();
}
public SingletonCase5() {
}
public static SingletonCase5 getInstance(){
return SingletonCase5Holder.singleton;
}
}
枚举类模式的特点是:创建一个枚举类,封装一个对象,通过枚举类的私有构造器,强化了单例模式,且实现了懒加载,当唯一全局入口被调用才会初始化对象。
此处可以参考《Effective Java》的 以及 。
/**
* 枚举类
* 本质就是:创建一个枚举类,封装一个对象,枚举类私有构造器中初始化对象
*/
public class SingletonCase6 {
enum SingletonEnum {
//懒加载,创建一个枚举对象,该对象天生为单例
INSTANCE;
private SingletonCase6 singleton;
//私有化枚举的构造函数(强调不可外部实例化)
private SingletonEnum() {
singleton = new SingletonCase6();
}
public SingletonCase6 getSingleton() {
return singleton;
}
}
private SingletonCase6() {
}
public static SingletonCase6 getInstance(){
getInstance();
}
}
。
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