【码农吧干货】单例模式

vlambda
2020-06-26

【码农吧干货】单例模式

/ 单例模式 /

官方解释：Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.（确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。）

我的理解：单例模式是实现类型最多的设计模式之一，本文给出两种实现模式，饿汉式、懒汉式的单例模式。

参与者：Singleton单例类

类图：

【码农吧干货】单例模式

/ 单例模式——饿汉式 /

饿汉式实现步骤

第一步，私有化构造函数；

第二步，定义时初始化;

第三步，定义getInstance()方法返回对象实例;

第四步，新建线程类验证线程安全性（此步骤为验证该种单例实现方式线程安全性，可选）

饿汉式实现代码

/** * Created by 30292 on 2020/6/25. */public class SingleInstance {
 public static void main(String[] args) { MyThread _tMyThread = new MyThread(); MyThread _tMyThread2 = new MyThread(); MyThread _tMyThread3 = new MyThread();
 _tMyThread.start(); _tMyThread2.start(); _tMyThread3.start(); }
}
class SingleObject { private SingleObject() { //第一步 私有化构造函数 禁止客户端用new新建对象
 }
 //第二步 提供新建对象入口 这里采用饿汉式  private static SingleObject _sSingleObject = new SingleObject();//饿汉式 定义时初始化 线程安全
 // static 方法 保证客户端可以使用类名调用（即保证客户端在未新建对象时 可以调用此方法） public static SingleObject getInstance() { return _sSingleObject; }}
class MyThread extends Thread { //线程类用来测试 线程安全性 @Override public void run() { System.out.println(SingleObject.getInstance().hashCode()); }}

输出：

389269157389269157389269157

【码农吧干货】单例模式

/ 单例模式——懒汉式 /

懒汉式实现步骤

第一步，私有化构造函数；

第二步，新建单例引用，并在构造函数中初始化；

第三步，定义getInstance()方法返回对象实例;

第四步，新建线程类验证线程安全性（此步骤为验证该种单例实现方式线程安全性，可选）。

懒汉式——线程不安全

public class SingleInstance {
 public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { // 模拟10个线程 new MyThread().start(); } }}
class SingleObject { private SingleObject() { //第一步 私有化构造函数 禁止客户端用new新建对象 }
 private static SingleObject _sSingleObject;
 // static 方法 保证客户端可以使用类名调用（即保证客户端在未新建对象时 可以调用此方法） public static SingleObject getInstance() throws Exception { Thread.sleep(5000); //通过sleep（） 等待5s 让线程不安全的问题暴露出来 if (_sSingleObject == null) { _sSingleObject = new SingleObject(); } return _sSingleObject; }}
class MyThread extends Thread { //线程类用来测试 线程安全性 @Override public void run() { try { System.out.println(SingleObject.getInstance().hashCode()); } catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }}

输出：

1932022484123036851932022481932022481932022483892691571932022481435984462193202248193202248

懒汉式 synchronize同步方法保证线程安全

public class SingleInstance { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { // 模拟10个线程 new MyThread().start(); } }}
class SingleObject { private SingleObject() { //第一步 私有化构造函数 禁止客户端用new新建对象
 }
 private static SingleObject _sSingleObject;
 // static 方法 保证客户端可以使用类名调用（即保证客户端在未新建对象时 可以调用此方法） public static synchronized SingleObject getInstance() throws Exception { Thread.sleep(5000); //通过sleep（） 等待5s 让线程不安全的问题暴露出来 if (_sSingleObject == null) { _sSingleObject = new SingleObject(); } return _sSingleObject; }}
class MyThread extends Thread { //线程类用来测试 线程安全性 @Override public void run() { try { System.out.println(SingleObject.getInstance().hashCode()); } catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }}

输出：

968687297968687297968687297968687297968687297968687297968687297968687297968687297968687297

懒汉式 synchronized同步代码块保证线程安全

public class SingleInstance { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { // 模拟10个线程 new MyThread().start(); } }}
class SingleObject { private SingleObject() { //第一步 私有化构造函数 禁止客户端用new新建对象
 }
 private static SingleObject _sSingleObject;
 // static 方法 保证客户端可以使用类名调用（即保证客户端在未新建对象时 可以调用此方法） public static SingleObject getInstance() throws Exception { Thread.sleep(5000); //通过sleep（） 等待5s 让线程不安全的问题暴露出来 synchronized (SingleObject.class) { //将需要原子化操作的代码放在同步代码块中，static方法的同步锁为类字节码，非static方法的同步锁为this,此处static方法//同步代码块相对于同步方法 同步的内容少，效率高 if (_sSingleObject == null) { _sSingleObject = new SingleObject(); } }
 return _sSingleObject; }}
class MyThread extends Thread { //线程类用来测试 线程安全性 @Override public void run() { try { System.out.println(SingleObject.getInstance().hashCode()); } catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }}

输出：

774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018

懒汉式 lock机制保证线程安全

import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SingleInstance { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { // 模拟10个线程 new MyThread().start(); } }}
class SingleObject { private SingleObject() { //第一步 私有化构造函数 禁止客户端用new新建对象
 }
 private static Lock lock = new ReentrantLock(); private static SingleObject _sSingleObject;
 // static 方法 保证客户端可以使用类名调用（即保证客户端在未新建对象时 可以调用此方法） public static SingleObject getInstance() throws Exception { Thread.sleep(5000); //通过sleep（） 等待5s 让线程不安全的问题暴露出来 lock.lock(); try { if (_sSingleObject == null) { _sSingleObject = new SingleObject(); } } finally { lock.unlock(); } return _sSingleObject; }}
class MyThread extends Thread { //线程类用来测试 线程安全性 @Override public void run() { try { System.out.println(SingleObject.getInstance().hashCode()); } catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }}

输出：

774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018774856018

/ 小结 /

本文介绍单例模式及其两种实现方式——饿汉式和懒汉式，这是单例模式的最常见的两种实现方式，其实单例模式的实现方式不只这两种，还包括静态代码块和枚举方式实现的单例模式，下一篇文章中再讨论。

end

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