网站管理员怎样管理员权限,网站开发设计心得,男子做网站,中文资源在线官网1. 引言
亲爱的读者们#xff0c;欢迎来到我们的设计模式专题#xff0c;今天的讲解的设计模式#xff0c;还是单例模式哦#xff01;上次讲解的单例模式是基于Python实现#xff08;独一无二的设计模式——单例模式#xff08;python实现#xff09;#xff09;的欢迎来到我们的设计模式专题今天的讲解的设计模式还是单例模式哦上次讲解的单例模式是基于Python实现独一无二的设计模式——单例模式python实现的但是目前很多实际系统是通过JAVA实现的所以今天聊一聊基于JAVA的语言特性单例模式的实现和应用。
2. 什么是单例模式
单例模式Singleton Pattern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一个全局访问点。就像世界上只有一个太阳我们也希望某些对象在整个应用程序中只有一个实例。单例模式适用于需要全局唯一访问的资源如数据库连接、配置管理器、日志记录器等。
3. 单例模式的实现Java
基本实现
在Java中单例模式通常使用懒汉式或饿汉式实现以下讲解四种主要的实现方法
懒汉式实现懒汉式单例模式只有在第一次调用getInstance方法时才会创建实例
public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance null) {instance new Singleton();}return instance;}
}详细代码解析
instance静态变量用于存储单例实例在类加载时它被初始化为nullgetInstance方法是获取实例的关键如果instance为空则创建一个新的实例并返回否则返回已有的实例私有构造函数Singleton()防止类被外部实例化确保实例只能通过getInstance方法获取。
多线程安全的懒汉式实现为了应对多线程环境可以使用同步块来确保线程安全
public class Singleton {private static Singleton instance;private static final Object lock new Object();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance null) {synchronized (lock) {if (instance null) {instance new Singleton();}}}return instance;}
}详细代码解析
lock是一个同步对象用于确保在多线程环境下只有一个线程能够创建实例在getInstance方法中使用synchronized块来加锁确保只有一个线程能够进入创建实例的代码块。
饿汉式实现饿汉式单例在类加载时就创建实例相比懒汉式避免了多线程问题
public class Singleton {private static final Singleton instance new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}
}详细代码解析
instance静态变量在类加载时即被初始化确保实例的唯一性和线程安全私有构造函数防止外部实例化。
静态内部类实现这种方法利用类加载机制只有在调用getInstance时才会创建实例确保线程安全和延迟加载
public class Singleton {private Singleton() {}private static class SingletonHolder {private static final Singleton INSTANCE new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}
}详细代码解析
SingletonHolder是一个静态内部类包含了Singleton的唯一实例在getInstance方法中返回SingletonHolder.INSTANCE确保实例的延迟加载和线程安全。
4. 单例模式的应用场景和实例
示例一配置文件管理
在应用程序中配置文件通常需要全局访问且不应被重复加载。使用单例模式可以确保配置管理器只有一个实例从而避免重复加载配置文件。
import java.util.Properties;public class ConfigurationManager {private static ConfigurationManager instance;private Properties config;private ConfigurationManager() {config new Properties();}public static ConfigurationManager getInstance() {if (instance null) {instance new ConfigurationManager();}return instance;}public void setConfig(String key, String value) {config.setProperty(key, value);}public String getConfig(String key) {return config.getProperty(key);}
}使用示例
ConfigurationManager configManager ConfigurationManager.getInstance();
configManager.setConfig(api_url, https://api.example.com);
System.out.println(configManager.getConfig(api_url));示例二日志记录
日志记录器是单例模式的经典应用之一通过确保日志记录器的唯一性我们可以统一管理日志输出避免多个日志实例之间的混乱
import java.util.logging.*;public class LoggerSingleton {private static LoggerSingleton instance;private Logger logger;private LoggerSingleton() {logger Logger.getLogger(singleton_logger);ConsoleHandler handler new ConsoleHandler();SimpleFormatter formatter new SimpleFormatter();handler.setFormatter(formatter);logger.addHandler(handler);logger.setLevel(Level.INFO);}public static LoggerSingleton getInstance() {if (instance null) {instance new LoggerSingleton();}return instance;}public void log(String message) {logger.info(message);}
}使用示例
LoggerSingleton logger LoggerSingleton.getInstance();
logger.log(This is a log message.);5. 单例模式的优缺点
优点
控制实例数量确保一个类只有一个实例节省资源全局访问点提供一个全局访问点方便管理和使用。
缺点
不易扩展由于单例模式限制了实例的数量可能不利于扩展隐藏依赖关系单例模式通过全局访问点使用实例可能导致代码依赖关系不明确不利于测试。
6. 图示
单例模式的UML图
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| Singleton |
----------------
| - _instance |
| - _lock |
----------------
| getInstance()|
----------------单例模式的示意图
7. 总结
单例模式是一种简单而强大的设计模式确保一个类只有一个实例并提供全局访问点。在实际开发中单例模式广泛应用于配置管理、日志记录等场景通过合理地使用单例模式我们可以有效管理和优化资源确保系统的一致性和稳定性。
希望今天的分享能让大家对单例模式有更深入的理解如果你在项目中也使用了单例模式欢迎留言分享你的经验和见解
