单例模式(Singleton) : 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.
通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问,但它不能防止你实例化多个对象.一个最好的方法就是,让类自身负责保存它的唯一实例.这个类可以保证没有其他实例可以被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法.
示例代码
1. 懒汉模式
Singleton类,定义一个getInstance操作,允许客户访问它的唯一实例.getInstance是一个静态方法,主要负责创建自己的唯一实例
class Singleton{ private static Singleton instance; private Singleton(){ //构造方法让其private,这就堵死了外界利用new创建此类实例的可能 } public static Singleton getInstance(){ //此方法是获得本例实例的唯一全局访问点 if (instance == null) { //若实例不存在,则new一个新实例,否则返回已有的类型 instance = new Singleton(); } return instance; } }
客户端代码
Singleton s1 = Singleton.getInstance(); Singleton s2 = Singleton.getInstance(); if (s1 == s2) { //比较两次实例化后对象的结果是实例相同 System.out.println("两个对象是相同的实例"); }
单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例,这样它可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它,简单的来说,就是对唯一实例的受控访问.
2.线程安全的懒汉模式
class SingletonDemo { private static SingletonDemo instance; private SingletonDemo(){ } public static synchronized SingletonDemo getInstance(){ if(instance==null){ instance=new SingletonDemo(); } return instance; } }
然而并发其实是一种特殊情况,大多时候这个锁占用的额外资源都浪费了,这种打补丁方式写出来的结构效率很低。
3.饿汉模式
class SingletonDemo { private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo(); private SingletonDemo(){ } public static SingletonDemo getInstance(){ return instance; } }
直接在运行这个类的时候进行一次loading,之后直接访问。显然,这种方法没有起到lazy loading的效果,考虑到前面提到的和静态类的对比,这种方法只比静态类多了一个内存常驻而已。
4. 静态类内部加载
class SingletonDemo { private static class SingletonHolder{ private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo(); } private SingletonDemo(){ System.out.println("Singleton has loaded"); } public static SingletonDemo getInstance(){ return SingletonHolder.instance; } }
使用内部类的好处是,静态内部类不会在单例加载时就加载,而是在调用getInstance()方法时才进行加载,达到了类似懒汉模式的效果,而这种方法又是线程安全的。
5. 枚举方法
enum SingletonDemo{ INSTANCE; public void otherMethods(){ System.out.println("Something"); } }
客户端代码
public class Hello { public static void main(String[] args){ SingletonDemo.INSTANCE.otherMethods(); } }
6. 双重校验锁法
class SingletonDemo { private volatile static SingletonDemo instance; private SingletonDemo(){ System.out.println("Singleton has loaded"); } public static SingletonDemo getInstance(){ if(instance==null){ synchronized (SingletonDemo.class){ if(instance==null){ instance=new SingletonDemo(); } } } return instance; } }
单例的三大要点:
- 线程安全
- 延迟加载
- 序列化与反序列化安全