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设计模式之单例模式

时间:2020-03-23 21:52:56      阅读:71      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

Singleton(单例模式)

一、单例模式简介

单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。

注意:

  • 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。
  • 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
  • 4、核心作用:保证一个类只有一个实例,并提供一个访问该实例的全局访问点。

二、单例模式优缺点比较

优点:

  • 1、在内存里只有一个实例,减少了系统性能的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例。
  • 2、避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。

缺点:没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景:

  • 1、windows任务管理器 、回收站、文件系统
  • 2、加载配置文件类、日志应用
  • 3、计数器
  • 4、数据库连接池技术
  • 5、spring Bean

注意事项:getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化(线程不安全)。

三、实现UML类图

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 四、单例模式的实现方式

   4.1 饿汉式(线程安全、调用效率高、无延迟加载)

//饿汉式
public class SingletonDemo01 {
    
    //类加载时,天然线程安全(无延迟加载),无synchronized修饰,效率高
    private static SingletonDemo01 s1 = new SingletonDemo01();
    
    //构造器私有
    private SingletonDemo01(){};
    
    //方法无同步,调用效率高
    public static SingletonDemo01 getInstance() {
        return s1;
    };
    
    public void showMsg() {
        System.out.println("Singleton  implement");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        SingletonDemo01 s1 = SingletonDemo01.getInstance();
        s1.showMsg();
    }
}

   4.2 懒汉式(线程安全、调用效率低、可延迟加载)

//懒汉式-可延迟加载 资源利用率提高
public class SingletonDemo02 {
    
    private static SingletonDemo02 instance;
    
    //构造器私有
    private SingletonDemo02() {    }
    
    //synchronized同步,执行效率低,并发效率降低(无synchronized修饰时线程不安全
    public  static  synchronized SingletonDemo02 getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new SingletonDemo02();
        }
        return instance;
    }
}

   4.3 双重检测锁式(线程安全、调用效率低、可延迟加载 DCL 即 Double-checked locking)

//双重检测锁式
public class SingletonDemo03 {
    
    private volatile static SingletonDemo03 instance;
    
    //构造器私有
    private SingletonDemo03() {}
    
    public static SingletonDemo03 getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized (SingletonDemo03.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new SingletonDemo03();
                }
            }
        }
        return instance;
    }   
}

   4.4 静态内部类实现单例模式(线程安全、调用效率高、可延迟加载)

public class SingletonDemo04 {
    
    //定义静态内部类
    private  static class SingletonClassInstance{
        private static final  SingletonDemo04 instance = new SingletonDemo04();
    }
    
    //构造器私有
    private SingletonDemo04() {
        
    }
    
    public static SingletonDemo04 getInstance() {
        return SingletonClassInstance.instance;
    }
}

   4.5 枚举(线程安全、调用效率高、无延迟加载)

 public enum SingletonDemo05 {
     //枚举本身就是单例
     INSTANCE;
     
     //可添加其他操作
     public void test() {
     }
}

五、单例模式使用方式选择

单例对象、占用资源少、无需延迟加载

枚举优于饿汉式

单例对象、占用资源多、需延迟加载

静态内部类优于懒汉式

设计模式之单例模式

原文:https://www.cnblogs.com/vincentYw/p/12555141.html

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