java设计模式(二)单例模式,一生只爱一人,只争一朝一夕

时间:2021-10-19 13:04:12

java设计模式(二)单例模式,一生只爱一人,只争一朝一夕

单例模式:保证一个类在内存中的对象唯一,有且仅能实例化一次。(如多个代码块需要读取配置文件,or开启事务,orjdbc读取数据源就是个经典例子)参考:吟啸且徐行

  实现步骤:

  • 私有构造方法。保证唯一的
  • 创建私有的静态的本类的对象
  • 定义共有静态方法,返回该对象。
    /**
    * 方法一
    * 单例模式的实现:饿汉式,线程安全 但效率比较低
    */
    public class SingletonTest { // 定义一个私有的构造方法
    private SingletonTest() {
    } // 将自身的实例对象设置为一个属性,并加上Static和final修饰符
    private static final SingletonTest instance = new SingletonTest(); // 静态方法返回该类的实例
    public static SingletonTest getInstancei() {
    return instance;
    } }

    方法一就是传说的中的饿汉模式
    优点是:写起来比较简单,而且不存在多线程同步问题,避免了synchronized所造成的性能问题;
    缺点是:当类SingletonTest被加载的时候,会初始化static的instance,静态变量被创建并分配内存空间,从这以后,这个static的instance对象便一直占着这段内存(即便你还没有用到这个实例),当类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。

    /**
    *方法二
    * 单例模式的实现:饱汉式,非线程安全
    *
    */
    public class SingletonTest { // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)
    private SingletonTest() {
    } // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)
    private static SingletonTest instance; // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,但是多线程访问时,可能造成重复初始化问题)
    public static SingletonTest getInstance() {
    if (instance == null)
    instance = new SingletonTest();
    return instance;
    }
    }

    方法二就是传说的中的饱汉模式
    优点是:写起来比较简单,当类SingletonTest被加载的时候,静态变量static的instance未被创建并分配内存空间,当getInstance方法第一次被调用时,初始化instance变量,并分配内存,因此在某些特定条件下会节约了内存;
    缺点是:并发环境下很可能出现多个SingletonTest实例。

    /**
    *方法三
    * 单例模式的实现:饱汉式,线程安全简单实现
    *
    */
    public class SingletonTest { // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)
    private SingletonTest() {
    } // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)
    private static SingletonTest instance; // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,使用synchronized 避免多线程访问时,可能造成重的复初始化问题)
    public static synchronized SingletonTest getInstance() {
    if (instance == null)
    instance = new SingletonTest();
    return instance;
    }
    }

    方法三为方法二的简单优化
    优点是:使用synchronized关键字避免多线程访问时,出现多个SingletonTest实例。
    缺点是:同步方法频繁调用时,效率略低。

    /**
    * 方法四
    * 单例模式最优方案
    * 线程安全 并且效率高
    *
    */
    public class SingletonTest { // 定义一个私有构造方法
    private SingletonTest() { }
    //定义一个静态私有变量(不初始化,不使用final关键字,使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性,避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时,被另外线程调用)
    private static volatile SingletonTest instance; //定义一个共有的静态方法,返回该类型实例
    public static SingletonTest getIstance() {
    // 对象实例化时与否判断(不使用同步代码块,instance不等于null时,直接返回对象,提高运行效率)
    if (instance == null) {
    //同步代码块(对象未初始化时,使用同步代码块,保证多线程访问时对象在第一次创建后,不再重复被创建)
    synchronized (SingletonTest.class) {
    //未初始化,则初始instance变量
    if (instance == null) {
    instance = new SingletonTest();
    }
    }
    }
    return instance;
    }
    }

    方法四为单例模式的最佳实现。内存占用地,效率高,线程安全,多线程操作原子性。

  • 事实上,可以通过Java反射机制来实例化private类型的构造方法,此时基本上会使所有的Java单例实现失效。本帖不讨论反射情况下问题,默认无反射,也是常见的面试已经应用场景

参考:吟啸且徐行 菜鸟教程