Java设计模式—单例模式
Singleton是一种创建型模式,指某个类采用Singleton模式,则在这个类被创建后,只可能产生一个实例供外部访问,并且提供一个全局的访问点。
核心知识点如下:
(1) 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化(采用private修饰)。
(2) 在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static类型。
(3) 定义一个静态方法返回该类的实例。
一:饿汉模式
优点是:写起来比较简单,而且不存在多线程同步问题,避免了synchronized所造成的性能问题;
缺点是:当类SingletonTest被加载的时候,会初始化static的instance,静态变量被创建并分配内存空间,从这以后,这个static的instance对象便一直占着这段内存(即便你还没有用到这个实例),当类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。
package cn.design.singleton; /**
* 饿汉模式
* 优点是:写起来比较简单,而且不存在多线程同步问题,避免了synchronized所造成的性能问题;
* 缺点是:当类SingletonTest被加载的时候,会初始化static的instance,静态变量被创建并分配内存空间
* 从这以后,这个static的instance对象便一直占着这段内存(即便你还没有用到这个实例),当类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。
* @author 翎野君
*
*/
public class SingletonTest { //将构造方法私有化,使得外部不可以访问
//只可以从定义的getInstance方法获取实例化对象
//防止外部通过new SingleTonTest()实例化对象
private SingletonTest(){ }
/**
* instance外部不可以直接访问,随着类加载而加载
* static静态变量在内存中只有一个拷贝(节省内存),JVM只为静态分配一次内存,在加载类的过程中完成静态变量的内存分配
* final成员变量表示常量,只能被赋值一次,赋值后值不再改变。
*/
private static final SingletonTest instance=new SingletonTest();
//静态方法,不随对象的不同而改变
//返回上面定义的instance对象
public static SingletonTest getInstance(){
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
//在当前类下是可以访问的但是其他类不可以访问private变量
SingletonTest st=new SingletonTest();
//其他类中这样获取
SingletonTest st1=SingletonTest.getInstance();
}
}
二:饱汉模式
优点是:写起来比较简单,当类SingletonTest被加载的时候,静态变量static的instance未被创建并分配内存空间,当getInstance方法第一次被调用时,初始化instance变量,并分配内存,因此在某些特定条件下会节约了内存;
缺点是:并发环境下很可能出现多个SingletonTest实例。
package cn.design.singleton; public class SingletonTest1 { //将构造方法私有化防止外部通过new SingleTest1()获取对象
private SingletonTest1(){ }
//饱汉模式就是吃饱了,不着急等初始化对象的时候在获取一个唯一实例
//没有加final关键字,如果加上的话当即就要赋值
//而饱汉模式要求动态调用的时候创建唯一实例
private static SingletonTest1 instance;
//定义一个静态方法等待调用的时候在对其进行对象初始化(多线程时无法保证只有一个对象)
public static SingletonTest1 getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingletonTest1();
}
return instance;
} public static void main(String[] args) {
SingletonTest1 st=SingletonTest1.getInstance();
System.out.println(st);
}
}
三:饱汉模式的优化
优点是:使用synchronized关键字避免多线程访问时,出现多个SingletonTest实例。
缺点是:同步方法频繁调用时,效率略低。
package cn.design.singleton; /**
* 优化饱汉模式
* 优点:加锁防止多线程访问时出现多个实例的问题
* 缺点:同步方法频繁调用时,效率略低。
* @author 翎野君
*
*/
public class SingletonTest2 { private SingletonTest2(){ }
private static SingletonTest2 instance;
//定义一个静态方法,调用时进行初始化
//加上一把锁synchronized之后防止出现多线程并发调用时出现多个实例的问题
public synchronized static SingletonTest2 getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingletonTest2();
}
return instance;
}
}
四:最优方案(不考虑反射的情况)
方法四为单例模式的最佳实现。内存占用地,效率高,线程安全,多线程操作原子性。
package cn.design.singleton; public class SingletonTest3 { private SingletonTest3(){ }
//使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性,
//避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时,被另外线程调用
//使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性,避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时,被另外线程调用
private static volatile SingletonTest3 instance; public static SingletonTest3 getInstance(){
if(instance==null){
////同步代码块(对象未初始化时,使用同步代码块,保证多线程访问时对象在第一次创建后,不再重复被创建)
synchronized (SingletonTest3.class) {
System.out.println(SingletonTest3.class);
instance=new SingletonTest3();
}
}
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
SingletonTest3 st=SingletonTest3.getInstance(); }
}
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