单例模式

Posted 2020-10-08 王晓东

 耐心敲完代码，总会有收获

 

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。

 

第一问：那么怎么创建自己的对象，不能在别的类中new它呢？

答：让构造函数为 private，这样该类就不能在别的类中new它，并创建它这个对象了

//1、在本类中创建自己的对象
    private static SingleObject instance = new SingleObject();

 

//让构造函数为 private，这样该类就不会被别的类实例化
    private SingleObject(){
        
    }

 

这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以被别的类直接访问，不需要实例化该类的对象。

 

第二问：别的类不能new它了，怎么访问这个对象呢？

答：提供public类型的getInstance()方法，返回instance对象，供别的类访问，在上面，instance对象是他自己new过的，实例化过的，别的类调用getInstance()方法就相当于new这个SingleObject 对象了

public static SingleObject getInstance(){
        return instance;
    }

然后，就可以访问这个SingleObject 对象里面的方法了，比如showMessage()，

 

完整代码如下：

一、

1、单例类

package Singleton;
/*
 * 1、该类负责创建自己的对象，
 * 2、同时确保只有单个对象被创建
 */
public class SingleObject {

    
    //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
    private SingleObject(){
        
    }
        
    //1、在本类中创建自己的对象
    private static SingleObject instance = new SingleObject();
    
    //2、提供public方法getInstance()，返回实例化对象，供别的类调用来创建本对象
    public static SingleObject getInstance(){
        return instance;
    }
    
    public void showMessage(){
        System.out.println("Hello World");
    }
    
    
}

2、用作测试的Main方法

package Singleton;

public class SingletonPatternDemo {

    public static void main(String[] args) {
        
        //不能创建SingleObject对象，因为它的构造函数为 private
        //SingleObject object = new SingleObject();
        
        SingleObject object = SingleObject.getInstance();
        object.showMessage();
        
    }
}

 

单例模式两大类：

1、懒汉模式

2、饿汉模式

 

1、懒汉式，线程不安全

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：否

实现难度：易

描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
  
    public static Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}  

 

 

 

 

2、懒汉式，线程安全

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：是

实现难度：易

描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

代码实例：

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

3、饿汉式

是否 Lazy 初始化：否

是否多线程安全：是

实现难度：易

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 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，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也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 显然没有达到 lazy loading 的效果。

代码实例：

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}  

4、双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）

JDK 版本：JDK1.5 起

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：是

实现难度：较复杂

描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。

代码实例：

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

 

 

 

参考：https://www.w3cschool.cn/shejimoshi/singleton-pattern.html

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