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简单了解Java单例模式(Singleton)

简单了解Java单例模式(Singleton)

作者: 冬月廿拾 | 来源:发表于2021-09-17 15:56 被阅读0次

    http://c.biancheng.net/view/1338.html
    https://www.cnblogs.com/zhucj-java/p/13534551.html
    https://www.cnblogs.com/restartyang/articles/7770856.html
    https://www.imooc.com/article/310708

    单例模式定义

    单例模式是指一个类只有一个实例,而且该类可以自己创建自己的实例。

    单例模式的应用

    1.在高并发的系统中生成单号要求唯一,可以将生成单号的实例写为单例模式
    2.数据库中的连接池
    3.枚举类
    4.系统中的上下文
    5.spring中@Autowired默认注入的是单例注入
    6.spring中在需要@Autowired默认注入的是多例注入时可在需要注入的类加上@Scope(value="prototype")---prototype原型模式,每次获取Bean的时候会有一个新的实例

    单例模式的优缺点

    优点:

    1.由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以 节约系统资源,当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。
    2.单例模式设置全局访问点,可以优化和共享资源的访问。
    3.避免对共享资源的多重占用。

    缺点

    1.单例模式没有接口,扩展困难,则除了修改原来的代码,没有第二种途径,违背开闭原则。

    单例模式的实现

    分为饿汉式和懒汉式、其中饿汉式在类被加载时就创建了实例、懒汉式在第一次调用时创建实例(在多线程下有线程安全问题)

    饿汉式实现

    /**
     * 单例模式-饿汉式
     * 饿汉式不管有没有调用getInstance()方法,都会预先在系统中创建一个静态对象
     * 饿汉式优点: 在多线程模式下是安全的
     * 缺点: 没有调用方法前就被加载,会占用内存
     */
    public class BaJie extends JPanel {
        private static volatile BaJie instance = new BaJie();
    
        private BaJie(){
            JLabel j = new JLabel(new ImageIcon("src/main/resources/img/Bajie.jpg"));
            this.add(j);
        }
        public static BaJie getInstance(){
            return instance;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            JFrame jf = new JFrame("饿汉式单例模式测试");
            jf.setLayout(new GridLayout(1, 2));
            Container contentPane = jf.getContentPane();
            BaJie baJie = BaJie.getInstance();
            contentPane.add(baJie);
            BaJie baJie2 = BaJie.getInstance();
            contentPane.add(baJie2);
    
            if(baJie == baJie2){
                System.out.println("他们是同一个人");
            } else {
                System.out.println("他们不是同一个人");
            }
            jf.pack();
            jf.setVisible(true);
            jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        }
    }
    

    运行结果:

    他们是同一个人
    

    懒汉式实现

    为解决在多线程下不安全对创建实例的方法加锁synchronized

    /**
     * 单例模式--懒汉式
     * 该模式的特点是类加载时没有生成单例,只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例
     * 懒汉式优点:只有调用方法才创建对象,不会占用内存
     * 缺点:在多线程模式下不安全
     */
    public class President {
    
        private static volatile President instance = null;
    
        //private 避免类在外部被实例化
        private President(){
            System.out.println("生产一个美国总统");
        }
    
        /**
         * synchronized为解决多线程下懒汉式存在的线程安全问题
         * synchronized 给对象和方法或代码块加锁,使得同一时刻只有一个线程执行该代码
         * @return
         */
        public static synchronized President getInstance(){
            if (instance == null){
                instance = new President();
            } else {
                System.out.println("已有美国总统,不能再生产!");
            }
            return instance;
        }
    
        public void getName(){
            System.out.println("获得一个美国总统:特朗普");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            //线程1
            Thread thread1 = new Thread(){
    
                @Override
                public void run(){
                    President d1 = President.getInstance();
                    System.out.println(d1.hashCode());
                }
            };
    
            thread1.start();
    
            //线程2
            Thread thread2 = new Thread(){
    
                @Override
                public void run(){
                    President d2 = President.getInstance();
                    System.out.println(d2.hashCode());
                }
            };
            thread2.start();
            
            President d3 = President.getInstance();
            System.out.println(d3.hashCode());
        }
    }
    

    main执行结果:

    生产一个美国总统
    338093198
    已有美国总统,不能再生产!
    338093198
    已有美国总统,不能再生产!
    338093198
    

    在多线程下通过加锁可以解决线程安全问题
    如果不加synchronized执行结果为:

    生产一个美国总统
    生产一个美国总统
    1587888397
    已有美国总统,不能再生产!
    1368198263
    1587888397
    

    产生了1587888397、1368198263两个实例

    扩展为有限的多例模式Multitcm

    生成指定个数的实例存到Map中,使用时随机取一个使用

    有限的多例模式实现

    /**
     * 多例模式Multitcm
     * 维护一个指定数量的对象池,当请求个数超过控制的总数时,开始循环重复使用
     */
    public class DuoLi {
        private static int num = 4; //对象数量
        private static int count = 1; //对象序号
        private static Map<Integer, DuoLi> map = new HashMap();
        static {
            for (int i=1; i<=num; i++){
                map.put(i, new DuoLi());
            }
        }
    
        private DuoLi(){
    
        }
    
        public static DuoLi getInstance(){
            DuoLi duoLi = map.get(count);
            System.out.println(String.format("我是第%s个实例", count));
            count++;
            if (count > num){
                count = 1;
            }
            return duoLi;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i=0; i<5; i++){
                DuoLi duoLi = DuoLi.getInstance();
                System.out.println(duoLi.hashCode());
            }
        }
    }
    
    

    执行结果为

    我是第1个实例
    1558600329
    我是第2个实例
    636718812
    我是第3个实例
    445051633
    我是第4个实例
    1051754451
    我是第1个实例
    1558600329
    

    第五次取的对象为第一个实例

    剩下的问题

    已知类的创建方式有 new,反射、序列化、克隆
    在单例模式由于构建方法被私有化不可通过new创建,那么反射、序列化、克隆是否可以创建第二个实例呢?
    https://my.oschina.net/u/3568600/blog/1827375

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