设计模式分类
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结构型模式:适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
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行为型模式:模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式(Interpreter 模式)、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。
单例模式
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饿汉式(静态常量)
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饿汉式(静态代码块)
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懒汉式(线程不安全)
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懒汉式(线程安全, 同步方法)
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懒汉式(线程安全,同步代码块)
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双重检查
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静态内部类
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枚举
1.饿汉式(静态常量)
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构造器私有化(防止new)
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类的内部创建对象
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向外暴露一个静态的公共方法。getInstance()
//饿汉式(静态变量)
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
// 创建内部对象实例
public final static SingleObject instance = new SingleObject();
//提供方法返回
public static SingleObject getInstance() {
return instance;
}
}
分析
优点:这种写法比较简单,就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
缺点:在类装载的时候就完成实例化,没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例,则 会造成内存的浪费
这种方式基于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,在单例模式中大多数都是调用getInstance方法,但是导致类装载的原因有很多种,因此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就没有达到lazy loading的效果
2.饿汉式(静态代码块)
//饿汉式(静态代码块)
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
// 创建内部对象实例
public static SingleObject instance = null;
//静态代码块中构造对象
static {
instance = new SingleObject();
}
//提供方法返回
public static SingleObject getInstance() {
return instance;
}
}
分析
这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。
结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
3.懒汉式(线程不安全)
//懒汉式(线程不安全)
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
// 创建内部对象实例
public static SingleObject instance = null;
//提供方法返回
public static SingleObject getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new SingleObject();
}
return instance;
}
}
分析
起到了Lazy Loading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 (singleton = null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
结论:在实际开发中,不要使用这种方式
4.懒汉式(线程安全,同步方法)
//懒汉式(线程安全,同步方法)
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
// 创建内部对象实例
public static SingleObject instance = null;
//同步方法返回对象
public static synchronized SingleObject getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new SingleObject();
}
return instance;
}
}
分析
解决了线程安全问题
效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance0方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接return就行了,方法进行同步效率太低。
结论: 在实际开发中,不推荐使用这种方式
5.懒汉式(线程安全,同步代码块)
//懒汉式(线程安全,同步代码块)
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
// 创建内部对象实例
public static SingleObject instance = null;
//返回对象
public static synchronized SingleObject getInstance() {
if(instance == null) {
//同步代码块
synchronized(SingleObject.class) {
instance = new SingleObject();
}
}
return instance;
}
}
分析
虽然使用了同步代码块,但是导致线程不安全问题!
结论: 在实际开发中,不推荐使用这种方式
6.双重检查
//双重检查
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
// 创建内部对象实例
public static volatile SingleObject instance = null;
//返回对象
public static synchronized SingleObject getInstance() {
//进行双重检查解决线程安全问题
if(instance == null) {
synchronized(SingleObject.class) {
if(instance == null) {
instance = new SingleObject();
}
}
}
return instance;
}
}
分析
Double-Check概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两次if (instance == null)检查,这样就可以保证线程安全了。这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断if(instance == null),直接return实例化对象,也避免的反复进行方法同步。
线程安全、延迟加载、效率较高
结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式
7.静态内部类
//静态内部类
class SingleObject{
//构造方法私有化
private SingleObject() {}
//静态内部类,创建单例对象
private static class SingletionObject{
private static final SingleObject INSTANCE = new SingleObject();
}
//返回对象
public static synchronized SingleObject getInstance() {
return SingletionObject.INSTANCE;
}
}
分析
这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。静态内部类方式在SingleObject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SingletonObject类,从而完成SingleObject的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。
优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高
结论:推荐使用
8.枚举
//枚举
enum SingleObject{
INSTANCE; // 属性
public void method() {
// .....
}
}
分析
这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式
结论:强烈推荐使用
源码使用
java中 Runtime 对象使用单例对象的饿汉式(静态常量)
注意事项和细节说明
- 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能
- 当想实例化一个单例类的时候,必须要记住使用相应的获取对象的方法,而不是使用new关键字
- 单例模式使用的场景:需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即重量级对象),但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂 等)