1.单例模式定义
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。
2.单例模式使用场景
确保某个类有且只有一个对象的场景,避免产生多个对象消耗过多的资源,或者某种类型的对象只应该有且只有一个。例如,创建一个对象需要消耗的资源过多,如要访问IO和数据库等资源,这时要考虑使用单例模式。
3.单例模式UML图
4.单例模式实现
将构造函数私有化,并且通过静态方法获取一个唯一的实例,在这个获取过程中必须保证线程安全、防止反序列化导致重新生成实例对象等问题。
4.1饿汉模式
public class Singleton {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton(){};
public static Singleton getInstance(){
return singleton;
};
}
4.2懒汉模式
public class Singleton {
private static Singleton instance ;
private Singleton(){};
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance!=null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
};
}
4.3Double Check Lock(DCL)实现单例(推荐使用)
DCL方式实现单例模式的优点是既能够在需要时才初始化单例,又能够保证线程安全,且单例对象初始化后调用getInstance不进行同步锁。但是在高并发场景比较复杂或者低于JDK6版本下使用可能会有DCL失效。
public class Singleton {
private volatile static Singleton sInstance = null;//volatile关键字确保instance对象每次都是总主内存中读取,volatile在JDK6以后才有的关键字
private Singleton(){};
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(sInstance ==null){//这一步判断为了避免不必要的同步
synchronized (Singleton.class){
if(sInstance == null){//这一步判断为了在null情况下创建实例
sInstance = new Singleton();
}
}
}
return sInstance;
};
}
4.4静态内部类单例模式(推荐)
public class Singleton {
private Singleton(){};
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.sInstance;
};
public static class SingletonHolder{
private static final Singleton sInstance = new Singleton();
}
}
4.5枚举单例
public enum SingletonEnum {
INSTANCE;
public void doSomething(){
System.out.println("do sth.");
}
}
4.6使用容器管理单例模式
在程序的初始,将多种单例类型注入到一个统一的管理类中,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例,并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作,降低了用户的使用成本,也对用户隐藏了具体实现,降低了耦合度。
public class SingletonManager {
private static Map<String,Object> objectMap = new HashMap<String,Object>();
private SingletonManager(){}
public static void registerService(String key,Object instance){
if(!objectMap.containsKey(key)){
objectMap.put(key,instance);
}
}
public static Object getService(String key){
return objectMap.get(key);
}
}
5.总结
单例模式是运用频率很高的模式,但是,由于客户端通常没有高并发的情况,因此,选择哪种实现方式并不会有太大的影响。即便如此,处于效率考虑,推荐使用DCL和静态内部类方式实现单例。
优点
1. 由于单例模式在内存中只有一个实例,减少了内存开支,特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时,而且创建或销毁时性能又无法优化,单例模式的优势就非常明显。
2. 由于单例模式只生成一个实例,所以,减少了系统的性能开销,当一个对象的产生需要较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决。
3. 单例模式可以避免对资源的多重占用,例如一个写文件操作,由于只有一个实例存在内存中,避免对同一个资源文件的同时写操作。
4. 单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化和共享资源访问,例如,可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理。
缺点
1. 单例模式一般没有接口,扩展很困难,若要扩展,除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。
2. 单例对象如果持有Context,那么很容易引发内存泄漏,此时需要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context。
备注:读《Android源码设计模式解析与实践》笔记。