设计模式学习JAVA(二)创建型模式-——单例模式

参考:http://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

代码仓库:https://github.com/jianghan0712/design-pattern

一、综述

单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一,也是相当常用的创造模式之一。它能保证在对象生命周期中,只存在单个对象的存在,并对外提供一个可以访问自己的全局方法getInstance。主要解决对于一个全局使用的类,阻止它频繁的创建和销毁。


二、主要思想

几个关键点:

        1、类的构造函数是private的,自身是全局的

        2、当外部变量想要创建这个对象时,如果已存在实例,直接返回,如果尚未创建实例,创建后返回。

        3、延迟加载(Laze load):如果这个单例对象从系统初始化起,就创建成功,则称非惰性;如果直到被初次调用时才创建,则称为惰性加载。


三、示例UML

        以下示例的几种单例模式写法,基本均遵循以下UML。

                                                      


四、代码示例

           几种常见单例模式的写法,并不包含所有方式

        1、懒汉式

               (1)线程不安全(延迟加载)

                  线程不安全,多线程环境下,出现多个实例的情况很可能出现,不建议采用这种方式实现。

//懒汉式,线程不安全
public class Singleton_1{
	private static Singleton_1 instance;
	private Singleton_1() {
		
	}
	
	public static Singleton_1 getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton_1();
		}
		return instance;
	}
}

              (2)线程安全(延迟加载)

                synchronized 的存在,线程安全。存在性能问题,对于性能要求不高的系统可以采用。

//懒汉式,线程安全
public class Singleton_2 {
    private static Singleton_2 instance;  
    private Singleton_2 (){}  
    
    //与第一种唯一的区别在于synchronized
    public static synchronized Singleton_2 getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton_2();  
    }  
    return instance;  
    }  
}

         2、饿汉式(线程安全,非延迟加载)

         比较常见的写法,采用非延迟加载,在系统初始化时,便进行了类加载,所以能够在多线程条件下使用。 但是由于没有延迟加载,当系统中有大量的单例类时,很容易产生非常多的垃圾        

//饿汉式
public class Singleton_3 {
    //在类加载时就进行了初始化,所以不是延迟加载类型
	private static Singleton_3 instance = new Singleton_3();

	private Singleton_3() {}

	public static Singleton_3 getInstance() {
		return instance;
	}

}

            3、双检锁/双重校验锁(线程安全,延迟加载)

            所谓双重检验,假设在多线程环境下,线程1在创建对象时,线程2可能也要准备创建该对象。所以线程1首先锁住类,然后再判断一次该对象是否为空,如果为空则创建,否则该对象已经在其他线程中创建过了。

public class Singleton_4 {
	private volatile static Singleton_4 instance;
	private Singleton_4() {}

	public static Singleton_4 getInstance() {
		if(instance == null) {
			synchronized (Singleton_4.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new Singleton_4();
				}
			}
		}		
		return instance;
	}
}

               4、静态内部类

           这种写法有点类似饿汉式,但因为采用静态内部类,根据加载机制,只有因为外部类在初始化时没有被加载,所以内部类不会被加载,只有getInstance被调用时,才会加载内部类,达到了延迟加载的效果

public class Singleton_5 {
	//静态内部类
	private static class SingletonHodler{
		private static final Singleton_5 INSTANCE = new Singleton_5();
	}
	private Singleton_5() {}
	
	public static final Singleton_5 getInstance() {
		return SingletonHodler.INSTANCE;
	}	
}

               5、枚举法

public enum Singleton_6 {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

//调用时,使用Singleton_6.INSTANCE

五、总结

各种单例模式写法比较
名称 是否线程安全 是否支持惰性加载 实现复杂度
懒汉式(1) 简单
懒汉式(2) 简单
饿汉式 简单
双重加锁 复杂
内部静态类 一般
枚举 简单

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