单例模式

作者: n油炸小朋友 | 来源:发表于2018-05-20 20:58 被阅读20次

    使用场景

    频繁创建对象、管理对象是很耗费资源的事,有时候我们只需要一个对象就够了,这时候就需要用到单例模式。

    单例模式的特点

    1. 单例模式只能有一个实例。

    2. 单例类必须创建自己的唯一实例。

    3. 单例类必须向其他对象提供这一实例。

    单例模式与静态类

    我们使用【静态类.doSomething();】和使用单例对象调用方法的效果是一样的,但是这是基于对象,单例模式是面对对象。

    区别:

    1. 单例可以继承和被继承,方法可以被override,而静态方法不可以。

    2. 静态方法中产生的对象会在执行后被释放,进而被GC清理,不会一直存在于内存中。

    3. 静态类会在第一次运行时初始化,单例模式可以有其他的选择,即可以延迟加载。

    4. 基于2, 3条,由于单例对象往往存在于DAO层(例如sessionFactory),如果反复的初始化和释放,则会占用很多资源,而使用单例模式将其常驻于内存可以更加节约资源。

    5. 静态方法有更高的访问效率。

    6. 单例模式很容易被测试。

    几个关于静态类的误解:

    误解一:静态方法常驻内存而实例方法不是。

    实际上,特殊编写的实例方法可以常驻内存,而静态方法需要不断初始化和释放。

    误解二:静态方法在堆(heap)上,实例方法在栈(stack)上。

    实际上,都是加载到特殊的不可写的代码内存区域中。

    静态类和单例模式情景的选择:

    情景一:不需要维持任何状态,仅仅用于全局访问,此时更适合使用静态类。

    情景二:需要维持一些特定的状态,此时更适合使用单例模式。

    代码实现单例模式

    1 饿汉式

    一开始就创建对象,如果该实例从始至终都没被使用过,则会造成内存浪费。

    public class SingletonDemo {
    
        private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
    
        private SingletonDemo(){ }
    
        public static SingletonDemo getInstance(){
            return instance;
        }
    
    }
    
    
    2 静态内部类

    静态内部类不会在单例加载时就加载,而是在调用getInstance()方法时才进行加载,达到了类似懒汉模式的效果,而这种方法又是线程安全的。

    public class SingletonDemo {
    
        private static class SingletonHolder{
            private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
        }
    
        private SingletonDemo(){
            System.out.println("Singleton has loaded");
        }
    
        public static SingletonDemo getInstance(){
            return SingletonHolder.instance;
        }
    
    }
    
    
    3 枚举方法

    这种写法真是太优雅了!!!!

    解决了以下三个问题:

    (1)自由序列化。

    (2)保证只有一个实例。

    (3)线程安全。

    enum SingletonDemo{
        INSTANCE;
    
        public void otherMethods(){
            System.out.println("Something");
        }
    
    }
    

    使用时:

    public class test {
        public static void main(String[] args){
            SingletonDemo.INSTANCE.otherMethods();
        }
    }
    
    4 懒汉式

    设计成用到的时候再创建对象,但是在多线程下运行就不可靠了

    public class SingletonDemo {
    
        private static SingletonDemo instance=null;
    
        private SingletonDemo(){}
    
        public static SingletonDemo getInstance(){
    
            if(instance==null){
                instance=new SingletonDemo();
            }
            return instance;
    
        }
    
    }
    
    5 线程安全的懒汉式

    方法加上snychronized关键字,实现线程安全

    public class SingletonDemo {
        private static SingletonDemo instance;
    
        private SingletonDemo(){ }
    
        public static synchronized SingletonDemo getInstance(){
            if(instance==null){
                instance=new SingletonDemo();
            }
            return instance;
        }
    
    }
    
    6 双重校验锁法

    volatile 的功能:

    1. 避免编译器将变量缓存在寄存器里
    2. 避免编译器调整代码执行的顺序(也就是解决重排序的问题)
    public class SingletonDemo {
        private volatile static SingletonDemo instance;
        private SingletonDemo(){
            System.out.println("Singleton has loaded");
        }
        public static SingletonDemo getInstance(){
            if(instance==null){//这次判断实际上是为了提高性能
                synchronized (SingletonDemo.class){
                    if(instance==null){
                        instance=new SingletonDemo();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }
    
    防止被反射攻击的单例模式
    public class ElvisModified  
    {  
        private static boolean flag = false;  
      
        private ElvisModified(){  
            synchronized(ElvisModified.class)  
            {  
                if(flag == false)  
                {  
                    flag = !flag;  
                }  
                else  
                {  
                    throw new RuntimeException("单例模式被侵犯!");  
                }  
            }  
        }  
      
        private  static class SingletonHolder{  
            private static final ElvisModified INSTANCE = new ElvisModified();  
        }  
      
        public static ElvisModified getInstance()  
        {  
            return SingletonHolder.INSTANCE;  
        }  
      
        public void doSomethingElse()  
        {  
      
        }  
    }  
    

    除此之外,单元素的枚举类型也可以防止被反射攻击。

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