南哥带你玩转 Java 之 Java 单例
2018-01-17 19:44
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单例
单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。 这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。 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。 这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。 单例(单实例)--设计模式(思想)(在有界面时的作用:传值) 核心:在整个程序执行期间,有且只有一个该类的对象存在 如何去保证程序中有且只有一个对象? 1.不让外界来创建对象即这个对象我来创建(也不能让外界访问) 2.需要对外开放访问这个对象的方法 注意: 1、单例类只能有一个实例。 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。 意图:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。 主要解决:一个全局使用的类频繁地创建与销毁。 何时使用:当您想控制实例数目,节省系统资源的时候。 如何解决:判断系统是否已经有这个单例,如果有则返回,如果没有则创建。 关键代码:构造函数是私有的。 应用实例: 1、Windows 是多进程多线程的,在操作一个文件的时候,就不可避免地出现多个进程 或线程同时操作一个文件的现象,所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 2、一些设备管理器常常设计为单例模式,比如一个电脑有两台打印机, 在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。 优点: 1、在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。 2、避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。 缺点:没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。 使用场景: 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。 注意事项:getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。
单例模式的几种实现方式
1、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)。
// 懒汉式单例(只有你调用获取对象的方法,才有可能去创建对象) // 延迟加载(懒加载) class Single{ // 创建单例对象的引用 private static Single single = null; // 构造方法私有化 private Single() { } // 获取单例对象的方法 public static Single getInstance() { // 判断如果没有这个对象再创建,有就不创建了 if (single == null) { single = new Single(); } return single; } }
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。
// 饿汉式单例 class Single{ // 创建单例对象 // 这个对象随着类的加载而创建 private static Single single = new Single(); // 构造方法私有化 private Single() { } // 开放一个访问这个对象的方法 public static Single getInstance() { return single; } }
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