单例设计模式入门

Posted 2021-02-09 overmatch

单例模式：它是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类；通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。

在java语言中，单例带来了两大好处：

1.对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级的对象而言，是非常可观的一笔系统开销。

2.由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。

所以对于系统的关键组件和被频繁操作的对象，使用单例模式便可以有效地改善系统性能。

单例类必须要有一个private访问级别的构造函数，只有这样，才能确保单例不会在系统中的其他代码内被实例化，这点是相当重要的；其次，instance成员和getInstance（）方法必须是static的。

单例代码：饿汉式，懒汉式示例

 1 package com.itycl;
 2 
 3 public class SingleDemo {
 4     //private static final SingleDemo s = new SingleDemo();//饿汉式
 5     private static SingleDemo s =null;
 6     private SingleDemo() {
 7         System.out.println("create singleDemo!");
 8     }
 9 
10     public static SingleDemo getInstance() {
11         if(s==null) {
12             s=new SingleDemo();
13         }
14         return s;
15 
16     }
17     public static void createString() {
18         System.out.println("createString!");
19     }
20 }

饿汉式：这种单例的实现方式非常简单，而且十分可靠，它唯一的不足仅是无法对instance实例做延迟加载，假如单例的创建过程很慢，而由于instance成员变量是static定义的，因此在JVM加载单例类时，单例对象就会被建立，如果此时，这个单例类在系统中还扮演其他角色，那么在任何使用这个单例类的地方都会初始化这个单例变量，根本就不会管是否被用到。

懒汉式：在饿汉式基础下，这次改良主要是从JVM加载类的原理上进行改良的，上面的代码在初始化类的时候给instance赋予null,确保系统启动的时候没有额外的负载，其次，在getInstance方法中加入判断单例是否存在，不存在才new。但是getInstance()方法必须是同步的，否则多线程环境下，可能线程1正在创建单例时，线程2判断单例instance为空，就会创建多个实例。

最完整的单例写法，内部类实现：

 1 package com.itycl;
 2 
 3 public class FinalSingleDemo {
 4     private FinalSingleDemo() {//私有化构造器
 5         System.out.println("create finalsingleDemo");
 6     }
 7 
 8     public static class singleFolder {
 9         private static final FinalSingleDemo sf = new FinalSingleDemo();
10 
11     }
12 
13     public static synchronized FinalSingleDemo getInstance() {
14         return singleFolder.sf;
15 
16     }
17 
18 }

在这个实现中，用内部类来保护单例，当FinalSingleDemo类被加载时，内部类不会被初始化，所以可以确保FinalSingleDemo类被载入JVM时，不会初始化单例类，当getInstance方法被调用时，才会加载singleFolder，从而初始化instance，同时，由于实例的建立是在类加载时完成的，故天生对多线程友好，getInstance（）方法也不需要使用synchronized修饰，因此，这种实现能兼顾前两种写法的优点（延迟加载，非同步）。