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设计模式(二)单例模式的七种写法

设计模式(二)单例模式的七种写法

作者: 刘望舒 | 来源:发表于2016-05-29 14:20 被阅读697次

面试的时候,问到许多年轻的Android开发他所会的设计模式是什么,基本上都会提到单例模式,但是对

单例模式也是一知半解,在Android开发中我们经常会运用单例模式,所以我们还是要更了解单例模式才

对。

定义:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

单例模式结构图:

单例模式有多种写法各有利弊,现在

我们来看看各种模式写法。

1. 饿汉模式

public class Singleton {  
     private static 

Singleton instance = new Singleton();  
     private Singleton (){
     }
     public static 

Singleton getInstance() {  
     return instance;  
     }  
 }  

这种方式在类加载时就完成了

初始化,所以类加载较慢,但获取对象的速度快。 这种方式基于类加载机制避免了多线程的同步问题,

但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化instance显然没有达

到懒加载的效果。

2. 懒汉模式(线程不安全)

public class Singleton {  
      private 

static Singleton instance;  
      private Singleton (){
      }   
      public static 

Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          instance = new 

Singleton();  
      }  
      return instance;  
      }  
 }  

懒汉模式申明了一个静态对象,

在用户第一次调用时初始化,虽然节约了资源,但第一次加载时需要实例化,反映稍慢一些,而且在多

线程不能正常工作。

3. 懒汉模式(线程安全)

public class Singleton {  
      private 

static Singleton instance;  
      private Singleton (){
      }
      public static 

synchronized Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          instance = 

new Singleton();  
      }  
      return instance;  
      }  
 }  

这种写法能够在多线程中很

好的工作,但是每次调用getInstance方法时都需要进行同步,造成不必要的同步开销,而且大部分时候

我们是用不到同步的,所以不建议用这种模式。

4. 双重检查模式 (DCL)

public class 

Singleton {  
      private volatile static Singleton singleton;  
      private Singleton 

(){
      }   
      public static Singleton getInstance() {  
      if (instance== null) {  
  

        synchronized (Singleton.class) {  
          if (instance== null) {  
              

instance= new Singleton();  
          }  
         }  
     }  
     return singleton;  
     } 

 
 }  

这种写法在getSingleton方法中对singleton进行了两次判空,第一次是为了不必要的同步,第

二次是在singleton等于null的情况下才创建实例。在这里用到了volatile关键字,不了解volatile关键

字的可以查看Java多线程(三)volatile域这篇文章,在这篇文章我也提到了双重

检查模式是正确使用volatile关键字的场景之一。
在这里使用volatile会或多或少的影响性能,但考虑

到程序的正确性,牺牲这点性能还是值得的。 DCL优点是资源利用率高,第一次执行getInstance时单例

对象才被实例化,效率高。缺点是第一次加载时反应稍慢一些,在高并发环境下也有一定的缺陷,虽然

发生的概率很小。DCL虽然在一定程度解决了资源的消耗和多余的同步,线程安全等问题,但是他还是在

某些情况会出现失效的问题,也就是DCL失效,在《java并发编程实践》一书建议用**静态内部类单例模

式**来替代DCL。

5. 静态内部类单例模式

public class Singleton { 
    private Singleton

(){
    }
      public static Singleton getInstance(){  
        return 

SingletonHolder.sInstance;  
    }  
    private static class SingletonHolder {  
        

private static final Singleton sInstance = new Singleton();  
    }  
} 

第一次加载

Singleton类时并不会初始化sInstance,只有第一次调用getInstance方法时虚拟机加载

SingletonHolder 并初始化sInstance ,这样不仅能确保线程安全也能保证Singleton类的唯一性,所以

推荐使用静态内部类单例模式。

6. 枚举单例

public enum Singleton {  
     INSTANCE;  
    

 public void doSomeThing() {  
     }  
 }  

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,上述讲的几种单例模式实现中,有一种情况下他们会重新创建对象,那就是反序列化,将

一个单例实例对象写到磁盘再读回来,从而获得了一个实例。反序列化操作提供了readResolve方法,这

个方法可以让开发人员控制对象的反序列化。在上述的几个方法示例中如果要杜绝单例对象被反序列化

是重新生成对象,就必须加入如下方法:

private Object readResolve() throws 

ObjectStreamException{
return singleton;
}

枚举单例的优点就是简单,但是大部分应用开发很少用

枚举,可读性并不是很高,不建议用。

7. 使用容器实现单例模式

public class 

SingletonManager { 
  private static Map<String, Object> objMap = new 

HashMap<String,Object>();
  private Singleton() { 
  }
  public static void 

registerService(String key, Objectinstance) {
    if (!objMap.containsKey(key) ) {
   

   objMap.put(key, instance) ;
    }
  }
  public static ObjectgetService(String 

key) {
    return objMap.get(key) ;
  }
}

用SingletonManager 将多种的单例类统一管理,

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

总结

到这里七中写法都介绍完了,至于选择用哪种形式的单例模式,取决于你的项目本身,是否

是有复杂的并发环境,还是需要控制单例对象的资源消耗。

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