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【单例模式】最应该掌握的设计模式

【单例模式】最应该掌握的设计模式

作者: MarcoHorse | 来源:发表于2016-12-07 03:55 被阅读22次

    单例模式是应用最广的模式之一。单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个全局对象,这样有利于我们协调系统整体行为。确保某个类有且只有一个对象的场景,避免产生多个对象消耗过多的资源,或者某种类型的对象只应该有且只有一个,例如,创建一个对象小号的资源过多,如要访问IO和数据库等资源,这时就要考虑使用单例模式。

    <h4>实现单例对象的关键主要有:</h4>

    1. 构造函数不对外开放,一般为Private
    2. 通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象(暴露对象)
    3. 确保单例对象有且只有一个,尤其是多线程环境

    <h4>优缺点:</h4>
    优点:单例模式在内存中只有一个实例,减少内存开支
    减少了系统的性能开销
    避免对资源的多重占用
    系统设置全局的访问点,优化和共享资源访问

    缺点:单例模式没有借口,扩展很困难,除了修改代码基本没有第二种实现
    在Android中如果单例对象持有Context,则很容易引发内存泄漏,此时需要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context

    <h4>如何实现单例模式:</h4>

    1. 懒汉模式
      <pre>
      /**
    • Created by Administrator on 2016/12/7.

    • 懒汉模式

    • 保证同步在线程安全的情况下获取实例对象,优点在使用的时候才会被实例化,在一定程度上解决了资源;缺点是第一次加载时,需要及时进行实例化,反应稍慢

    • 每一次调用newInstance的时候都会进行一次同步,这样会消耗不必要的资源+
      */
      public class Singleton {
      static Singleton singleton = null;

      private Singleton() {
      }

      public static synchronized Singleton newsInstance() {
      if (singleton == null) {
      singleton = new Singleton();
      }
      return singleton;
      }
      }
      </pre>

    1. DCL模式
      <pre>
      /**
      Created by Administrator on 2016/12/7.
      双重认证单例模式 资源利用率高
      既能够在需要的时候才初始化单例,又能够保证线程安全,而且单例对象初始化后调用newInstance不进行同步锁
      该方法在newInstance中对singleDcl对象进行了两次判空:1.主要为了不必要的同步 2.为了在null的情况下创建实例
      */
      public class SingleDcl {
      private static SingleDcl singleDcl;

      private SingleDcl() {

      }

      public static SingleDcl newsInstance() {
      if (singleDcl == null) {
      synchronized (SingleDcl.class) {
      if (singleDcl == null) {
      singleDcl = new SingleDcl();
      }
      }
      }
      return singleDcl;
      }
      }
      </pre>

    2. 内部类模式
      <pre>
      /**
      *Created by Administrator on 2016/12/7.
      *内部类
      *当第一次加载SingleClass类时并不会初始化sInstance,只有在第一次调用SingleClass的newInstance的时才会导致singleClass被初始化
      *因此,第一次调用newInstance方法会导致虚拟机加载SingleClassHolder,这种方式不仅能够确保线程安全,也能够保证单例对象的唯一性,同时
      *也延迟了单例的实例化,所以这是推荐使用的单例模式实现方式
      */
      public class SingleClass {
      private SingleClass() {
      }
      public static SingleClass newInstance(){
      return SingleClassHolder.singleClass;
      }
      private static class SingleClassHolder{
      private static SingleClass singleClass = new SingleClass();
      }
      }
      </pre>

    3. 枚举
      <pre>
      /**
      *Created by Administrator on 2016/12/7.
      *枚举类型
      *最简单的单例模式实现方法!枚举在Java中与普通的类是一样的,不仅能够有字段,还能够有自己的方法,最重要的是默认枚举实例的创建是线程安全的,并且在
      *任何情况下它都是一个单例。
      *<p/>
      *其他类在java反序列化的时候,都会调用readResolve方法,创建新的子类,如果想避免,可以在
      *private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
      *return sInstance;//返回单例对象
      *}
      */
      public enum SingleEnum {
      INSTANCE;
      public void getInstance() {
      }
      }
      </pre>

    4. 管理器
      <pre>
      /**
      *Created by Administrator on 2016/12/7.
      *单例管理器,隐藏了代码实现,减少耦合度
      *在程序的初始,将多种单例类型注入到一个统一的管理类中,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例,并且在使用
      *时可以通过统一的接口进行获取操作,降低了用户的使用成本,也对用户隐藏了具体实现,降低了耦合度
      */
      public class SingleManager {
      private static Map<String, Object> objmaps = new HashMap<String, Object>();
      public static void registerService(String key, Object object) {
      if (!objmaps.containsKey(key)) {
      objmaps.put(key, object);
      }
      }
      public static Object getService(String key) {
      return objmaps.get(key);
      }
      }
      </pre>

    不管以哪种形式实现单例模式,他们的核心原理都是将构造函数私有化,并且通过静态方法获取一个唯一的实例,在这个获取的过程中必须保证线程安全,放置反序列化导致重新生成实例对象等问题。
    选择哪种实现方法取决于项目本身,是否复杂的并发环境,JDK版本,单例对象的资源消耗等。
    单例模式是运用频率很高的模式,但是,由于在客户端通常没有高并发的情况,因此,选择哪种实现方式不会有太大影响。

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