Java中单例(Singleton)设计模式

  • 概念
  • 实现方法
  • 饿汉式
  • 懒汉式
  • 饿汉式和懒汉式对比
  • 扩展:单例设计模型应用场景


概念

设计模式:设计模式是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。设计模式可以免去我们自己再思考和摸索。
设计模式按照不同类型,主要分为以下几类:

  • 创建型模式,共5种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
  • 结构型模式,共7种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
  • 行为型模式,共11种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

单例设计模式:属于创建型模式的一种。类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。

实现方法

饿汉式

步骤:

  1. 私有化类的构造器
  2. 内部创建类的对象,要求此对象必须声明为static
  3. 创建得到此对象的public方法,也是static的
class Bank{
    //1. 私有化类的构造器
    private Bank(){
    }
    
    //2. 内部创建类的对象,要求此对象必须声明为static
    private static Bank instance = new Bank();
    
    //3. 创建得到此对象的public方法,也是static的
    public static Bank getInstance(){
        return instance;
    }
}

懒汉式

步骤:

  1. 私有化类的构造器
  2. 声明当前类的对象,没有初始化,此对象也必须声明为static的
  3. 声明public、static的返回当前类对象的方法
class Bank2{
    //1. 私有化类的构造器
    private Bank2(){
        
    }
	//2.声明当前类对象,没有初始化,此对象也必须声明为static的
	private static Bank2 instance = null;
	//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
    public static Bank2 getInstance(){
        if(instance == null){
        	instance = new Bank2();
        }
        return instance;
    }
}

饿汉式和懒汉式对比

  • 饿汉式:
    坏处:对象加载时间过长。
    好处:饿汉式是线程安全的
  • 懒汉式:
    好处:延迟对象的创建。
    上述写法的坏处:线程不安全。

改为线程安全:在方法声明处加上synchronized关键字

class Bank2{
    //1. 私有化类的构造器
    private Bank2(){
        
    }
	//2.声明当前类对象,没有初始化,此对象也必须声明为static的
	private static Bank2 instance = null;
	//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
    public static synchronized Bank2 getInstance(){
        if(instance == null){
        	instance = new Bank2();
        }
        return instance;
    }
}

扩展:单例设计模型应用场景

  • 网站的计数器,一般是单例模式实现,否则难以同步。
  • 应用程序的日志应用,一般都使用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
  • 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。
  • 项目中,读取配置文件的类,一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据,都生成一个对象去读取。
  • Application也是单例的典型应用
  • Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式
  • Windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。