单例模式

    xiaoxiao2021-03-25  104

    一、定义: 确保某一个类只有一个实例, 而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。 二、类图: 三、代码:

    懒汉式单例 /** * 懒汉式单例 */ public class Singleton { private static Singleton mInstance=null;//唯一实例 /** * 私有构造方法,保证外部无法通过new关键字进行实例化 */ private Singleton(){} /** * 静态公共方法,提供给外部,用于获取Singleton的唯一实例 * @return */ public static Singleton getInstance(){ if (mInstance==null){//实例为空时才创见 mInstance=new Singleton();//只能在本类实例化,外部无法调用私有构造函数进行实例化 } return mInstance; } }

    此种写法是线程不安全的,设想一下,在高并发情况下,可能一个实例还在创建过程中(mInstance还为null),此时,又有一个实体调用getInstance方法,就会出现实例化多个对象的情况,即:违背了单例模式的初衷。因此,为了保证线程安全,还有下面3种写法: 2.在getInstance()方法上加同步

    /** * 懒汉式单例 */ public class Singleton { private static Singleton mInstance=null;//唯一实例 /** * 私有构造方法,保证外部无法通过new关键字进行实例化 */ private Singleton(){} /** * 静态公共方法,提供给外部,用于获取Singleton的唯一实例 * getInstance方法加synchronized关键字,保证线程安全 * @return */ public static synchronized Singleton getInstance(){ if (mInstance==null){//实例为空时才创见 mInstance=new Singleton();//只能在本类实例化,外部无法调用私有构造函数进行实例化 } return mInstance; } }

    这种写法可以保证线程安全,但每次调用方法都需要同步,影响性能,毕竟99%的情况下是不需要同步的。 3.双重检验锁定

    /** * 懒汉式单例 */ public class Singleton { private static Singleton mInstance=null;//唯一实例 /** * 私有构造方法,保证外部无法通过new关键字进行实例化 */ private Singleton(){} /** * 静态公共方法,提供给外部,用于获取Singleton的唯一实例 *双重检验锁定,保证线程安全 * @return */ public static Singleton getInstance(){ if (mInstance==null){ synchronized (Singleton.class){ if (mInstance==null){//双重检验 mInstance=new Singleton();//只能在本类实例化,外部无法调用私有构造函数进行实例化 } } } return mInstance; } }

    较之第2种写法,这种写法只是第一次初始化的时候才需要同步一次,既保证线程安全,又避免了同步带来的性能问题。 4.静态内部类

    /** * 懒汉式单例 */ public class Singleton { //静态内部类 private static class InnerSingleton{ private static final Singleton mInstance=new Singleton();//唯一实例 } /** * 私有构造方法,保证外部无法通过new关键字进行实例化 */ private Singleton(){} /** * 静态公共方法,提供给外部,用于获取Singleton的唯一实例 */ public static final Singleton getInstance(){ return InnerSingleton.mInstance; } }

    这种方式,用classloader的机制来保证初始化instance的时候只有一个线程,既保证线程安全,又避免性能损耗。 5.饿汉式单例

    ** * 饿汉式单例 */ public class Singleton { private static final Singleton mInstance=new Singleton();//类创建时即创建一个静态的实例供外部使用,以后不会改变,天生线程安全 /** * 私有构造方法,保证外部无法通过new关键字进行实例化 */ private Singleton(){} /** * 静态公共方法,提供给外部,用于获取Singleton的唯一实例 * @return */ public static Singleton getInstance(){ return mInstance; } }

    在类创建的时候即实例化一个对象,不管以后用不用,都会占用内存,但也保障了在第一次调用时,速度会很快,因为其资源已经初始化完成。 四、优点: 1.由于单例模式在内存中只有一个实例, 减少了内存开支, 特别是一个对象需要频繁地创建、 销毁时, 而且创建或销毁时性能又无法优化, 单例模式的优势就非常明显。 2.由于单例模式只生成一个实例, 所以减少了系统的性能开销, 当一个对象的产生需要比较多的资源时, 如读取配置、 产生其他依赖对象时, 则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象, 然后用永久驻留内存的方式来解决。 3.单例模式可以避免对资源的多重占用, 例如一个写文件动作, 由于只有一个实例存在内存中, 避免对同一个资源文件的同时写操作。 4.单例模式可以在系统设置全局的访问点, 优化和共享资源访问, 例如可以设计一个单例类, 负责所有数据表的映射处理。 五、缺点: 1.单例模式一般没有接口, 扩展很困难, 若要扩展, 除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。 2.单例模式对测试是不利的。 在并行开发环境中, 如果单例模式没有完成, 是不能进行测试的。 3.单例模式与单一职责原则有冲突。 一个类应该只实现一个逻辑, 而不关心它是否是单例的, 是不是要单例取决于环境, 单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中。

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