java如何实现单列模式_Java单例模式如何实现?

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选择匿名的用户   2021-5-17 05:36   141   0

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。

常见应用场景

windows的任务管理器,文件系统,

网站计数器

spring默认bean为单例

数据库连接池

读取配置文件的类对象

总结:只需要一个对象来解决问题时需要单例模式。可能有些不理解,可以在之后的学习慢慢体会

为什么要学单例模式?

单例模式在笔试面试中经常出现,且项目设计也会用到的设计模式。

下面我们就开始学习单例模式的使用,也是本文关键点

常见的五种单例模式实现方式

主要

学习下面两个可以应付一般的笔试面试

饿汉式(线程安全,调用效率高。但是,不能延时加载。)

懒汉式(线程安全,调用效率不高。但是,可以延时加载。)

其他

下面三点是吊打面试官系列,比较难,面试官都可能不知道。学好了面试加分,好好学哦。

双重检测锁式(由于JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题。不建议使用)

静态内部类式(线程安全,调用效率高。但是,可以延时加载)

枚举单例(线程安全,调用效率高,不能延时加载,由JVM从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞)

下面我们逐个击破

饿汉式

顾名思义,饿汉它饥渴,所以…,直接上代码来理解

public class Hungry {

//饿汉它饥渴,一来就创建女朋友

//类初始化时,立即加载这个对象女朋友(没有延时加载的优势)。加载类时,天然的是线程安全

private static Hungry girlfriend = new Hungry();//注意:private,保证只能通过getInstance()方法来创建实例

private Hungry() {//注意:private,保证只能通过getInstance()方法来创建实例

}

//方法没有同步,调用效率高!

public static Hungry getInstance() {

return girlfriend;

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Hungry girlfriend1 = Hungry.getInstance();

Hungry girlfriend2 = Hungry.getInstance();

System.out.println(girlfriend1 == girlfriend2);//永远是true

}

}

总结:

线程安全:类加载器加载对象是一个天然的线程安全,所以是线程安全的

可能造成资源浪费:如果加载了饿汉类,必然会创建女朋友,那如果这个饿汉又没有使用这个女朋友,必然会让其它男生少了一个可以选择的对象,造成资源的浪费

饿汉式单例模代码中, static变量会在类装载时初始化,此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类,肯定不会发生并发访问的问题。因此,可以省略 synchronized关键字。问题:如果只是加载本类,而不是要调用 getinstance0,甚至永远没有调用,则会造成资源浪费!

懒汉式

public class LazyMan {

//懒汉比较懒,没有找女朋友,等有需求了再找

//类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创健建)。

private static LazyMan girlfriend;

//私有化构造器

public LazyMan() {

}

//方法同步,调用效率低

public static synchronized LazyMan getInstance(){

if (girlfriend == null) { //防止重复创建实例

girlfriend = new LazyMan();

}

return girlfriend;

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

LazyMan girlfriend1 = LazyMan.getInstance();

LazyMan girlfriend2 = LazyMan.getInstance();

System.out.println(girlfriend1 == girlfriend2);//true

}

}

为什么要加synchronized 关键字?

假设有A和B两个线程,A线程 执行到if (girlfriend == null) 挂起,此时没有创建对象,在A挂起的时间段内,B线程执行到if (girlfriend == null) ,判断条件成立,创建对象girlfriend ,此时A线程再次开始执行,又创建了一个对象girlfriend ,于是不满足单例模式只创建一个对象的条件。所以我们要在LazyMan 类前加锁。

总结:

lazy load!延迟加载,懒加载!真正用的时候才加载

资源利用率高了。但是,每次调用 getinstance0方法都要同步,并发效率较低

双重检测锁式

public class DoubleCheckLock {

private static DoubleCheckLock instance = null;

public static DoubleCheckLock getInstance() {

if (instance == null) {

DoubleCheckLock sc;

synchronized (DoubleCheckLock.class) {

sc = instance;

if (sc == null) {

synchronized (DoubleCheckLock.class) {

if (sc == null)

sc = new DoubleCheckLock();

}

}

instance = sc;

}

}

return instance;

}

private DoubleCheckLock(){

}

}

总结:

这方法知道思想即可,实际工作中不会使用

这个模式将同步内容下方到内部,提高了执行的效率, 不必每次获取对象时都进行同步,只有第一次才同步,创建了以后就没必要了。 问题:

由于编译器优化原医和JVM底层內部模型原因

偶尔会出问题。不建议使用

静态内部类式

其实也可以理解为懒加载,此方法重点掌握,框架也经常使用此方法

public class StaticInnerClass {

//定义静态内部类,初始化StaticInnerClass时,不会加载静态内部类

private static class SingletonClassInstance{

private static final StaticInnerClass instance = new StaticInnerClass();

}

//不要同步方法,调用效率高,线程安全且高效

public static StaticInnerClass getInstance(){

return SingletonClassInstance.instance;

}

private StaticInnerClass() {

}

}

总结:

外部类没有 static属性,则不会像饿汉式那样立即加载对象。

只有真正调用 getinstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。

Instance是 static final类型,保证了内存中只有这样一个实例存在,而且只能被赋值一次,从而保证了线程安全性

兼备了并发高效调用和延迟加载的优势!

枚举单例

//使用枚举实现单例模式

public enum EnumSingleton {

//这个枚举元素,本身就是单例对象

INSTANCE;

//添加需要的操作

public void singletonOperation(){

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

System.out.println(EnumSingleton.INSTANCE == EnumSingleton.INSTANCE);//true

}

}

总结:

优点

实现简单

枚举本身就是单例模式。由JVM从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞

缺点

无延迟加载

如何选用最适合的方法?

学习了五种方法之后,那么实际运用中,如何选择合适的方法呢?

根据单例对象的资源消耗程度来选择

当单例对象占用资源少,不需要延时加载时

枚举式优于饿汉式

当单例对象占用资源大,需要延时加载时

静态内部类式优于懒汉式

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