佛山设计网站公司,南通网站建设方案外包,赛扶做网站,长春财经学院怎么样好不好Java 设计模式之单例模式
单例模式是一种创建型设计模式#xff0c;它确保一个类只有一个实例#xff0c;并提供了一种访问该实例的全局方法。这种模式有助于确保系统中的某些组件只有一个实例#xff0c;并提供了一种方便的方法来访问该实例。
更多设计模式请参考#x…Java 设计模式之单例模式
单例模式是一种创建型设计模式它确保一个类只有一个实例并提供了一种访问该实例的全局方法。这种模式有助于确保系统中的某些组件只有一个实例并提供了一种方便的方法来访问该实例。
更多设计模式请参考Java 中的 23 种设计模式详解
使用场景
需要频繁进行创建和销毁的对象创建对象时耗时过多或耗费资源过多但又经常使用的对象工具类对象频繁访问数据库或文件的对象。
在Java中单例模式通常使用一个私有构造函数和一个静态getInstance方法来实现。以下是Java中单例模式的几种示例
1.1 饿汉式静态常量【可用】
优点这种写法比较简单就是在类装载的时候就完成实例化避免了线程同步问题。
缺点在类装载的时候就完成实例化没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例则会造成内存的浪费。
public class Singleton {// 在类加载时就创建实例private static final Singleton instance new Singleton();// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 提供全局访问点public static Singleton getInstance() {return instance;}
}1.2 饿汉式静态代码块【可用】
这种方式和上面的方式类似只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中也是在类装载的时候执行静态代码块中的代码初始化类的实例。优缺点和上面一样。
public class Singleton {// 在类加载时创建实例private static final Singleton instance;// 静态代码块在类加载时执行static {instance new Singleton();}// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 提供全局访问点public static Singleton getInstance() {return instance;}
}1.3 懒汉式线程不安全【不可用】
这种写法起到了Lazy Loading的效果但是只能在单线程下使用。如果在多线程下一个线程进入了if (instance null)判断语句块还未来得及往下执行另一个线程也通过了这个判断语句这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。
public class Singleton {// 类加载时不创建实例private static Singleton instance;// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 提供全局访问点public static Singleton getInstance() {if (instance null) {instance new Singleton();}return instance;}
}1.4 懒汉式线程安全同步方法【不推荐用】
解决上面线程不安全问题的方式是对getInstance()方法进行同步。但这种方式效率太低每个线程在想获得类的实例时执行getInstance()方法都要进行同步。其实这个方法只需执行一次实例化代码后面直接return实例化对象即可。
public class Singleton {// 类加载时不创建实例private static Singleton instance;// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 提供全局访问点使用同步方法保证线程安全public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance null) {instance new Singleton();}return instance;}
}1.5 懒汉式线程安全同步代码块【不可用】
这种方式尝试使用同步代码块来提高效率但仍无法保证线程安全。如果一个线程进入了if (instance null)判断语句块还未来得及往下执行另一个线程也通过了这个判断语句这时便会产生多个实例。
public class Singleton {// 类加载时不创建实例private static Singleton instance;// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 提供全局访问点尝试使用同步代码块public static Singleton getInstance() {if (instance null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance null) {instance new Singleton();}}}return instance;}
}1.6 双重检查【推荐使用】
Double-Check概念对于多线程开发者来说不会陌生进行了两次if (instance null)检查这样就可以保证线程安全。实例化代码只需执行一次后面再次访问时判断if (instance null)直接return实例化对象。
优点线程安全延迟加载效率较高。
public class Singleton {// 类加载时不创建实例private static volatile Singleton instance;// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 提供全局访问点使用双重检查锁定机制保证线程安全public static Singleton getInstance() {if (instance null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance null) {instance new Singleton();}}}return instance;}
}1.7 静态内部类【推荐使用】
这种方式与饿汉式方式类似都是采用类装载机制来保证实例化时只有一个线程。但不同的是饿汉式在类装载时就实例化没有Lazy-Loading效果而静态内部类方式在需要实例化时才装载静态内部类从而实例化Singleton。类的静态属性只会在第一次加载类时初始化所以这里JVM帮助保证了线程的安全性。
优点避免了线程不安全延迟加载效率高。
public class Singleton {// 私有构造函数防止外部实例化private Singleton() {}// 静态内部类负责持有单例实例private static class SingletonHolder {private static final Singleton INSTANCE new Singleton();}// 提供全局访问点通过静态内部类实现延迟加载和线程安全public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}
}1.8 枚举【推荐使用】
创建枚举默认就是线程安全的不需要担心double checked locking并且还能防止反序列化导致重新创建新的对象。枚举让JVM保证线程安全和单一实例问题是JDK1.5版本后最适合用于创建单例设计模式的方法是唯一一种不会被反射破坏单例状态的模式。
// 使用枚举实现单例模式
public enum Singleton {// 定义一个枚举元素即为单例实例INSTANCE;// 可以定义其他方法public void someMethod() {// 实现方法逻辑}
}// 测试枚举单例
public class TestSingleton {public static void main(String[] args) {// 获取单例实例Singleton singleton Singleton.INSTANCE;// 调用单例的方法singleton.someMethod();}
}
总结
推荐使用双重检查锁定、静态内部类和枚举方式它们都能保证线程安全、高效并且实现延迟加载。这些方法不仅解决了线程安全问题还能在需要时才进行实例化节约了系统资源。选择哪种实现方式取决于具体的需求和使用场景。
