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每天一个设计模式之单例模式

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