江湖传言里的设计模式-单例设计模式
简介：什么是单例设计模式和应用
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备注：面试重点考查
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单例设计模式：
- 这个是最简单的设计模式，所以拎出来第一个讲, 但事实却不是。
- 单例意思只包含一个对象被称为单例的特殊类
- 通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类只有一个对象实例
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使用场景
- 业务系统全局只需要一个对象实例，比如发号器、redis连接对象等
- Spring IOC容器中的bean默认就是单例
- spring boot 中的controller、service、dao层中通过@autowire的依赖注入对象默认都是单例的
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分类：
- 懒汉：就是所谓的懒加载，延迟创建对象
- 饿汉：与懒汉相反，提前创建对象
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实现步骤
- 私有化构造函数
- 提供获取单例的方法
单例设计模式
单例模式中的懒汉实现+双重检查锁定+内存模型
代码：
package net.xdclass;
/**
* @Description 单例设计模式 - 懒汉实现方式
* @Author 二当家小D
* @Remark
* @Version 1.0
**/
public class SingletonLazy {
private static SingletonLazy instance;
/**
* 构造函数私有化
*/
private SingletonLazy(){}
/**
* 单例对象的方法
*/
public void process(){
System.out.println("方法调用成功");
}
/**
* 第一种方式
* 对外暴露一个方法获取类的对象
*
* 线程不安全，多线程下存在安全问题
*
*/
public static SingletonLazy getInstance(){
if(instance == null){
instance = new SingletonLazy();
}
return instance;
}
/**
* 第二种实现方式
* 通过加锁 synchronized 保证单例
*
* 采用synchronized 对方法加锁有很大的性能开销
*
* 解决办法：锁粒度不要这么大
*
* @return
*/
public static synchronized SingletonLazy getInstance(){
if(instance == null){
instance = new SingletonLazy();
}
return instance;
}
/**
* 第三种实现方式 也不可以，存在重复建对象
* @return
*/
public static SingletonLazy getInstance(){
if(instance == null){
// A、B
synchronized (SingletonLazy.class){
instance = new SingletonLazy();
}
}
return instance;
}
/**
* 第四种实现方式
*
* DCL 双重检查锁定 （Double-Checked-Locking）,在多线程情况下保持高性能
*
* 这是否安全，instance = new SingletonLazy(); 并不是原子性操作
* 1、分配空间给对象
* 2、在空间内创建对象
* 3、将对象赋值给引用instance
*
* 假如线程 1-》3-》2顺序，会把值写会主内存，其他线程就会读取到instance最新的值，但是这个是不完全的对象
* (指令重排)
* @return
*/
public static SingletonLazy getInstance(){
if(instance == null){
// A、B
synchronized (SingletonLazy.class){
if(instance == null) {
instance = new SingletonLazy();
}
}
}
return instance;
}
/**
* volatile是Java提供的关键字，它具有可见性和有序性，
*
* 指令重排序是JVM对语句执行的优化，只要语句间没有依赖，那JVM就有权对语句进行优化
*
* 禁止了指令重排
*/
private static volatile SingletonLazy instance;
public static SingletonLazy getInstance(){
//第一重检查
if(instance == null){
// A、B ，锁定
synchronized (SingletonLazy.class){
//第二重检查
if(instance == null) {
instance = new SingletonLazy();
}
}
}
return instance;
}
}
主代码：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SingletonLazy.getInstance().process();
}
}
单例模式中的懒汉实现+双重检查锁定+内存模型
饿汉设计模式：
- 饿汉方式：提前创建好对象
- 优点：实现简单，没有多线程同步问题
- 缺点：不管有没使用，instance对象一直占着这段内存
如何选择：
- 如果对象不大，且创建不复杂，直接用饿汉的方式即可
- 其他情况则采用懒汉实现方式
代码：
public class SingletonHungry {
private static SingletonHungry instance = new SingletonHungry();
private SingletonHungry(){}
public static SingletonHungry getInstance(){
return instance;
}
/**
* 单例对象的方法
*/
public void process(){
System.out.println("方法调用成功");
}
}
``
Main代码：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//SingletonLazy.getInstance().process();
SingletonHungry.getInstance().process();
}
}
``
单例设计模式在JDK源码里面的应用
- JDK中Runtime类 饿汉方式
JDK中Runtime类 饿汉方式
Runtime类用于表示虚拟机运行时的状态, 用于封装JVM虚拟机进程。每次启动虚拟机都对应一个Runtime实例, 且只有一个实例。因为该类采用单例模式设计, 对象不可以直接实例化. 所以要想获得一个Runtime实例, 只能通过如下方式：
Runtime rt = Runtime.getRuntime();
示例代码：
public static void main(String[] args) {
// 获取Runtime实例对象
Runtime rt = Runtime.getRuntime();
System.out.println("处理器个数: "+rt.availableProcessors());
System.out.println("空闲内存M数: "+rt.freeMemory()/1024/1024);
System.out.println("最大可用内存M数: "+rt.maxMemory()/1024/1024);
}
- JDK中Desktop类 懒汉方式
懒汉方式
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