Java设计模式之单例

Posted 2020-07-13 나 는 당신

一、Java中的单例:

特点:

① 单例类只有一个实例

② 单例类必须自己创建自己唯一实例

③ 单例类必须给所有其他对象提供这一实例

二、两种模式:

①懒汉式单例<线程不安全>

在类加载时,不创建实例,运行调用时创建。类加载快，在运行时获取对象速度慢

示例：

//懒汉模式
public class Pet {
    
    private Pet(){
        
    }
    
    private static Pet pet=null;
    
    public static Pet getInfo(){
        if(pet==null){
            pet=new Pet();
        }
        return pet;
    }

}

②饿汉式单例<线程安全>

在类加载的时候，就完成初始化。所以类加载慢，但是在运行时获取对象快

示例：

//饿汉模式
public class Pet {
    
    private Pet(){
        
    }
    
    private static Pet pet=new Pet();
    
    public static Pet getInfo(){
        return pet;
    }

}

饿汉模式线程安全，但是，懒汉模式线程安全性不高，若是多线程，又怎能保证单例？

第一种方法：同步

      在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的

 public static synchronized Pet getInfo(){
        if(pet==null){
            pet=new Pet();
        }
        return pet;
    }

 

第二种方法：双重检查锁定

      在getInfo中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗

所谓“双重检查加锁”机制，指的是：并不是每次进入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，进入方法后，先检查实例是否存在，如果不存在才进行下面的同步块，这是第一重检查，进入同步块过后，再次检查实例是否存在，如果不存在，就在同步的情况下创建一个实例，这是第二重检查。这样一来，就只需要同步一次了，从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。

　　“双重检查加锁”机制的实现会使用关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量。

 public static Pet getInfo(){
        if(pet==null){
            synchronized(Pet.class){
                 if(pet==null){
                     pet=new Pet();
                  }
             }
        }
        return pet;
    }

 

第三种方法：静态内部类

       利用了classloader的机制来保证初始化时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗

public class Pet {    
    private static class LazyHolder {    
       private static final Pet INSTANCE = new Pet();    
    }    
    private Pet (){}    
    public static final Singleton getInfo() {    
       return LazyHolder.INSTANCE;    
    }    
}  

资源加载和性能：

      饿汉模式在类创建的同时就实例化一个静态对象，不管之后会不会使用这个单例，都会占用一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会非常快，因为其资源已经初始化完成。

      懒汉模式会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉模式一样可。