Java设计模式~单例模式

作者: xiezhixin | 来源:发表于2019-12-15 15:08 被阅读0次

<div class="output_wrapper" id="output_wrapper_id" style="font-size: 16px; color: rgb(62, 62, 62); line-height: 1.6; word-spacing: 0px; letter-spacing: 0px; font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei', Arial, sans-serif; background-image: linear-gradient(90deg, rgba(50, 0, 0, 0.05) 3%, rgba(0, 0, 0, 0) 3%), linear-gradient(360deg, rgba(50, 0, 0, 0.05) 3%, rgba(0, 0, 0, 0) 3%); background-size: 20px 20px; background-position: center center;"><blockquote style="line-height: inherit; display: block; padding: 15px 15px 15px 1rem; font-size: 0.9em; margin: 1em 0px; color: rgb(129, 145, 152); border-left: 6px solid rgb(220, 230, 240); background: rgb(242, 247, 251); overflow: auto; overflow-wrap: normal; word-break: normal;">
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单例（Singleton）模式的定义：一个类有且仅有一个实例，并且自行实例化向整个系统提供。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。
在计算机系统中，还有 Windows 的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程序的日志对象、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、系统中的缓存等常常被设计成单例。
单例模式有 3 个特点：
-单例类只有一个实例对象；
-该单例对象必须由单例类自行创建；
-单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；
<h4 id="h1" style="color: inherit; line-height: inherit; padding: 0px; margin: 1.5em 0px; font-weight: bold; font-size: 1.2em;">1、饥饿式单例</h4>
该模式的特点: 类一旦加载就创建一个单例，保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了。
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：简单
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
代码如下：
<pre style="font-size: inherit; color: inherit; line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px;"><code class="hljs cpp" style="overflow-wrap: break-word; margin: 0px 2px; line-height: 18px; font-size: 14px; font-weight: normal; word-spacing: 0px; letter-spacing: 0px; font-family: Consolas, Inconsolata, Courier, monospace; border-radius: 0px; color: rgb(169, 183, 198); background: rgb(40, 43, 46); overflow-x: auto; padding: 0.5em; white-space: pre !important; word-wrap: normal !important; word-break: normal !important; overflow: auto !important; display: -webkit-box !important;">public class Singleton {
 private static Singleton instance = new Singleton();
 private Singleton() {
 }
 public static Singleton getInstance() {
 return instance;
 }
}
</code></pre>
<h4 id="h2" style="color: inherit; line-height: inherit; padding: 0px; margin: 1.5em 0px; font-weight: bold; font-size: 1.2em;">2、懒汉式单例</h4>
该模式的特点: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。
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：复杂
描述：这种方式采用双重加锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。
代码如下：
<pre style="font-size: inherit; color: inherit; line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px;"><code class="hljs java" style="overflow-wrap: break-word; margin: 0px 2px; line-height: 18px; font-size: 14px; font-weight: normal; word-spacing: 0px; letter-spacing: 0px; font-family: Consolas, Inconsolata, Courier, monospace; border-radius: 0px; color: rgb(169, 183, 198); background: rgb(40, 43, 46); overflow-x: auto; padding: 0.5em; white-space: pre !important; word-wrap: normal !important; word-break: normal !important; overflow: auto !important; display: -webkit-box !important;">public class Singleton {
 private volatile static Singleton instance = null;////保证 instance 在所有线程中同步

 private Singleton() {//private 避免类在外部被实例化
 }

 public static Singleton getInstance() {
 if (instance == null) {
 synchronized (Singleton.class) {//使用synchronized关键字来同步获取实例，保证单例的唯一性
 if (instance == null) {
 instance = new Singleton();
 }
 }
 }
 return instance;
 }
}
</code></pre>
从上述代码可以看到，双重加锁中有两次判断。第一次检查是避免不必要的上锁。相对加锁的懒汉模式而言，第二次检查是，在给当前线程加锁后，例行检查更加安全。
<h4 id="h3" style="color: inherit; line-height: inherit; padding: 0px; margin: 1.5em 0px; font-weight: bold; font-size: 1.2em;">3、枚举</h4>
默认枚举实例的创建是线程安全的，并且在任何情况下都是单例。实际上
枚举类隐藏了私有的构造器。
枚举类的域是相应类型的一个实例对象
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：简单
描述：这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。
代码如下：
<pre style="font-size: inherit; color: inherit; line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px;"><code class="hljs cpp" style="overflow-wrap: break-word; margin: 0px 2px; line-height: 18px; font-size: 14px; font-weight: normal; word-spacing: 0px; letter-spacing: 0px; font-family: Consolas, Inconsolata, Courier, monospace; border-radius: 0px; color: rgb(169, 183, 198); background: rgb(40, 43, 46); overflow-x: auto; padding: 0.5em; white-space: pre !important; word-wrap: normal !important; word-break: normal !important; overflow: auto !important; display: -webkit-box !important;">public enum Singleton {
 INSTANCE;
 public void doSomethingMethod() {
 }
}
</code></pre></div>
<div class="output_wrapper" id="output_wrapper_id" style="font-size: 16px; color: rgb(62, 62, 62); line-height: 1.6; word-spacing: 0px; letter-spacing: 0px; font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei', Arial, sans-serif; background-image: linear-gradient(90deg, rgba(50, 0, 0, 0.05) 3%, rgba(0, 0, 0, 0) 3%), linear-gradient(360deg, rgba(50, 0, 0, 0.05) 3%, rgba(0, 0, 0, 0) 3%); background-size: 20px 20px; background-position: center center;"><h3 id="h" style="color: inherit; line-height: inherit; padding: 0px; margin: 1.5em 0px; font-weight: bold; font-size: 1.3em;">图片显示</h3>
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<figure style="font-size: inherit; color: inherit; line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px;"><img src="https://github.com/1419459573/ImgStorage/blob/master/commonality/001.png" alt="图注:程序员Hotel" title="图注:程序员Hotel" style="font-size: inherit; color: inherit; line-height: inherit; padding: 0px; display: block; margin: 0px auto; max-width: 100%;"><figcaption style="line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px; margin-top: 10px; text-align: center; color: rgb(153, 153, 153); font-size: 0.7em;">图注:程序员Hotel</figcaption></figure> </div>

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