每天一个设计模式之单例模式

Posted 2021-04-25 云中观景

单例模式

单例模式(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)(5).DoubleCheck(双重检查)(6).静态内部类(7).枚举方式(8).单例模式的注意事项：

单例模式：保证内存中只有一个实例

(1)饿汉式(静态常量)

步骤：

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）

 //饿汉式（静态方法）
 class Singleton{
     //1.构造器私有化
     private Singleton(){}
     //2.本类内部创建对象实例
     private static final Singleton instance = new Singleton();
     //3.提供一个公有的静态方法，返回实例对象
     public static Singleton getInstance(){
         return instance;
     }
 }

优缺点：

• 优点：在类装载的时候完成实例化。避免了线程同步问题（线程安全）

• 缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从来没有使用过这个实例，就会造成内存的浪费

• 结论：可用，可能造成内存浪费

(2)饿汉式(静态代码块)

 //饿汉式（静态方法）
 class Singleton{
     //1.构造器私有化
     private Singleton(){}
     //2.本类内部创建对象实例
     private static  Singleton instance;
     static {
         instance = new Singleton();
     }
     //3.提供一个公有的静态方法，返回实例对象
     public static Singleton getInstance(){
         return instance;
     }
 }

(3).懒汉式(线程不安全)

 class Singleton{
     private static Singleton instance;
     //提供一个静态方法，当使用到该方法时，才去创建instance
     public static Singleton getInstance(){
         if(instance ==null)
             instance = new Singleton();
         return instance;
     }
 }

优缺点：

• 起到懒加载的效果，但是只能在单线程下使用

• 如果在多线程下，一个线程进入了if(instance ==null)判断语句块，还来的及往下执行。另一个线程也通过这个判断语句，就会产生多个实例

• 在实际开发中，不能使用这种方式

(4).懒汉式(线程安全)

 class Singleton{
     private static Singleton instance;
     //提供一个静态方法，当使用到该方法时，才去创建instance
     //加入synchronized，同步代码块
     public static synchronized Singleton getInstance(){
         if(instance ==null)
             instance = new Singleton();
         return instance;
     }
 }

优缺点：

• 解决了线程安全问题

• 效率太低，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步，而且这个方法只需要执行一次实例化代码就行课，后面要是想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低

• 不推荐使用

(5).DoubleCheck(双重检查)

 class Singleton{
     private volatile Singleton instance;
     public Singleton(){
     }
     //提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
     private Singleton getInstance(){
         if(instance ==null){
             //可能会有多个线程进入，所以要进行两次判断
             //synchronized保证只有一个线程进入，volatile特点：可见性，原子性，不可重排，
             //导致创建一个对象之后，在第二个线程进入第二个if时，就会发现对象以及创建成功了
             synchronized (Singleton.class){//弹幕说syn要去掉，自己不懂
                 if(instance == null){
                     instance = new Singleton();
                 }
             }
         }
         return instance;
     }
 }

优缺点：

• Double-Check在多线程开发经常用到，进行两次if(instance == null)检查，就能保持线程安全

• 线程安全，延迟加载，效率较高

(6).静态内部类

 class Singleton{
     private Singleton(){}
     //静态内部类，该类中有一个静态属性Singleton
     private static class SingletonInstance{
         private static final Singleton INSTANCE =new Singleton();
     }
     //提供一个getInstance方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
     public static Singleton getInstance(){
         //当只有使用到这个方法时，才会加载这个内部类，所以能够达到线程安全
         return SingletonInstance.INSTANCE;
     }
 }

优缺点：

• 采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个实例

• 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getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成实例化

• 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以，jvm保证了线程的安全，在类进行初始化的时候，别的线程时进不去的

• 优点：不仅线程不安全，利用静态内部类的特点实现延迟加载，效率高

• 推荐使用

(7).枚举方式

 enum Singleton{
     INSTANCE;
 }

优缺点

• 不仅能够避免线程安全问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象

• 推荐使用

(8).单例模式的注意事项：

1. 单例模式保证了系统类中 该类只有一个对象，节省了系统资源

2. 当需要实例化的时候，要记住不是通过new，而是通过调用方法来创建

3. 使用的场景：需要频繁的创建对象和销毁对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多，但是又是经常用到的对象、工具类、频繁访问数据库或对象文件