java设计模式--单例模式

概念:
  java中单例模式是一种常见的设计模式,单例模式的写法有好几种,这里主要介绍2种:懒汉式单例、饿汉式单例。

     单例模式有以下特点:

1.单例类只能有一个实例。

2.单例类必须自己创建自己的唯一实例,需要构造器私有化,防止外界创建实例

3.单例类必须给所有其他对象提供这一实例。提供公共的静态方法共外界访问,获取这个实例

一、懒汉式


//懒汉式单例:在第一次调用的时候实例化自己
public Singleton_lazy{

  private static Singleton_lazy single=null;
  private Singleton_lazy(){
  }

//静态工厂方法:提供公共的静态方法共外界调用返回实例
  public static Singleton_lazy getInstance(){
    if(single==null){
      single=new Singleton_lazy();
    }
    return single;
  }

}

Singleton_lazy通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机内,Singleton_lazy的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。

(事实上,通过java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的,那基本上会使所有的java单例实现失效,此问题在此不做讨论,就当反射机制不存在)

但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题,它是线程不安全的,并发环境下很可能出现多个实例,要实现线程安全,有一下三种方式,都是对getInstance方法进行改造,保证了懒汉式单例的线程安全。

1,在getInstance方法上加同步

public static synchronized Singleton_lazy getInstance(){

  if(single==null){

    single=new Singleton_lazy();  

  }

  return single;

}

2、双重检查锁定

public static Singleton_lazy getInstance(){

  if(single==null){

    synchronized(Singleton_lazy.class){

      if(single==null){

        single=new Singleton_lazy();

      }

    }

  }

    return single;

}

3.静态内部类

public class Singleton_static {

  private Singleton_static(){

  }
  private static class Temp{
    private static final Singleton_static ss=new Singleton_static();

  }

  public static Singleton_static getInstance(){
    return Temp.ss;
  }
}

这种比上面1、2都好一些,即实现了线程安全,又避免了同步带来的性能影响

二、饿汉式单例

//饿汉式单例,在类初始化时自行例化
public class Singleton_eager {

  private static final Singleton_eager se=new Singleton_eager;
  private Singleton_eager(){

  }
  public static Singleton_eager getInstance(){
    return se;
  }
}

饿汉式在类创建的同时就已经创建好了一个静态的对象供系统使用,以后不再改变,所以天生是线程安全的。


饿汉式和懒汉式区别

从名字上来说,饿汉和懒汉,

饿汉就是类一旦加载,就把单例初始化完成,保证getInstance的时候,单例是已经存在的了,

而懒汉比较懒,只有当调用getInstance的时候,才回去初始化这个单例。

另外从以下两点再区分以下这两种方式:


1、线程安全:

饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题,

懒汉式本身是非线程安全的,为了实现线程安全有几种写法,分别是上面的1、2、3,这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

2、资源加载和性能:

饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来,不管之后会不会使用这个单例,都会占据一定的内存,但是相应的,在第一次调用时速度也会更快,因为其资源已经初始化完成,

而懒汉式顾名思义,会延迟加载,在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来,第一次调用时要做初始化,如果要做的工作比较多,性能上会有些延迟,之后就和饿汉式一样了。

至于1、2、3这三种实现又有些区别,

第1种,在方法调用上加了同步,虽然线程安全了,但是每次都要同步,会影响性能,毕竟99%的情况下是不需要同步的,

第2种,在getInstance中做了两次null检查,确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步,这样也是线程安全的,同时避免了每次都同步的性能损耗

第3种,利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程,所以也是线程安全的,同时没有性能损耗,所以一般我倾向于使用这一种。

 

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