23种设计模式系列目录
23种设计模式之单例模式(Singleton Pattern)
23种设计模式之适配器模式(Adapter Pattern)
23种设计模式之抽象工厂模式(Abstract Factory Pattern)
23种设计模式之装饰器模式(Decorator Pattern)
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读完本篇文章将会了解以下问题
1. 单例模式定义
2. 单例模式代码实现
3. 单例模式优缺点
4. 单例模式应用举例
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一、单例模式定义
1.1 单例模式概述:
单例模式是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
1.2 单例模式要点:
目的:保证一个类只能有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,避免频繁创建对象,节约内存。
主要解决:一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用:当想控制实例数目,节省系统资源时。
如何解决:判断系统是否已经持有这个单例,如果有则返回,如果没有则创建。
关键代码:构造函数私有化。
二、单例模式代码实现
2.1 饿汉式
饿汉式:在类加载时就完成了初始化,避免了多线程同步问题,获取对象的速度快。但因为类加载时就被实例化了,导致类加载比较慢,而且如果该实例没有被使用,内存空间就白白浪费了。
public class Singleton {
private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return INSTANCE;
}
}
2.2 懒汉式
懒汉式:在类加载时不初始化,等到第一次被使用时才初始化
Demo1:
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
简单的懒汉式写法,存在多线程安全问题。如果多个线程同时访问,有可能出现对象多次实例化。
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
同步懒汉式:对getInstance()方法加synchronize,保证了同一时刻只能有一个线程访问并获得实例。缺点:synchronized修饰整个方法,每个线程访问都要进行同步,而这个方法只执行一次实例化代码就够了,每次都同步方法显然效率低下。
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
双重检查懒汉式:为什么要做两次判断?当对象还没实例化时,两个线程A和B同时访问静态方法并同时运行到第一个if判断语句,这时线程A先进入同步代码块中实例化对象,结束之后线程B也进入同步代码块,如果没有第二个if判断语句,那么线程B也同样会执行实例化对象的操作。
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
静态内部类懒汉式:这种静态内部类方式在Singleton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SingletonInstance类,从而完成对象的实例化。同时,因为类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,也就保证了SingletonInstance中的对象只会被实例化一次,并且这个过程也是线程安全的。
三、单例模式优缺点
单例模式优点:
1、单例类只有一个实例,节省了内存资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,从而提高系统性能。
2、单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化和共享数据。
3、避免对资源的多重占用。
单例模式缺点:
1、没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突(一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化),导致扩展的话除了修改代码基本上没有其他途径。
四、单例模式应用举例
1、要求生产唯一序列号。
2、WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。
3、创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。
借鉴博文:javascript:void(0)
https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html