频道栏目
首页 > 程序开发 > 软件开发 > Java > 正文
JAVA设计模式之单例模式
2017-02-27 12:05:00         来源:vampire2777的博客  
收藏   我要投稿

JAVA设计模式之单例模式: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。

/** 
 * 方法一
 * 单例模式的实现:饿汉式,线程安全 但效率比较低 
 */  
public class SingletonTest {  

    // 定义一个私有的构造方法
    private SingletonTest() {  
    }  

    // 将自身的实例对象设置为一个属性,并加上Static和final修饰符
    private static final SingletonTest instance = new SingletonTest();  

    // 静态方法返回该类的实例
    public static SingletonTest getInstancei() {  
        return instance;  
    }  

}

方法一就是传说的中的饿汉模式
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。

/**  
 *方法二
 * 单例模式的实现:饱汉式,非线程安全   
 *   
 */  
public class SingletonTest {

    // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)
    private SingletonTest() {   
    }   

    // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)
    private static SingletonTest instance;   

    // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,但是多线程访问时,可能造成重复初始化问题)
    public static SingletonTest getInstance() {   
        if (instance == null)   
            instance = new SingletonTest();   
        return instance;   
    }   
} 

方法二就是传说的中的懒汉模式
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。

/**  
 *方法三
 * 单例模式的实现:饱汉式,线程安全简单实现   
 *   
 */  
public class SingletonTest {

    // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)
    private SingletonTest() {   
    }   

    // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)
    private static SingletonTest instance;   

    // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,使用synchronized 避免多线程访问时,可能造成重的复初始化问题)
    public static synchronized  SingletonTest getInstance() {   
        if (instance == null)   
            instance = new SingletonTest();   
        return instance;   
    }   
} 

方法三为方法二的简单优化
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。

/**  
 * 方法四
 * 单例模式最优方案
 * 线程安全  并且效率高  
 *  
 */  
public class SingletonTest { 

    // 定义一个私有构造方法
    private SingletonTest() { 

    }   
    //定义一个静态私有变量(不初始化,不使用final关键字,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 SingletonTest instance;  

    //定义一个共有的静态方法,返回该类型实例
    public static SingletonTest getIstance() { 
        // 对象实例化时与否判断(不使用同步代码块,instance不等于null时,直接返回对象,提高运行效率)
        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 (SingletonTest.class) {
                //未初始化,则初始instance变量
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonTest();   
                }   
            }   
        }   
        return instance;   
    }   
}

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。

饿汉式和懒汉式区别

从名字上来说,饿汉和懒汉,

饿汉就是类一旦加载,就把单例初始化完成,保证getInstance的时候,单例是已经存在的了,

而懒汉比较懒,只有当调用getInstance的时候,才回去初始化这个单例。

另外从以下两点再区分以下这两种方式:

1、线程安全:

饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题,

懒汉式本身是非线程安全的,为了实现线程安全有几种写法,分别是上面的1、2、3,这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

2、资源加载和性能:

饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来,不管之后会不会使用这个单例,都会占据一定的内存,但是相应的,在第一次调用时速度也会更快,因为其资源已经初始化完成,

而懒汉式顾名思义,会延迟加载,在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来,第一次调用时要做初始化,如果要做的工作比较多,性能上会有些延迟,之后就和饿汉式一样了。

至于1、2、3这三种实现又有些区别,

第1种,在方法调用上加了同步,虽然线程安全了,但是每次都要同步,会影响性能,毕竟99%的情况下是不需要同步的,

第2种,在getInstance中做了两次null检查,确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步,这样也是线程安全的,同时避免了每次都同步的性能损耗

第3种,利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程,所以也是线程安全的,同时没有性能损耗,所以一般我倾向于使用这一种。

线程安全

如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。

或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作,或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题,那就是线程安全的。

点击复制链接 与好友分享!回本站首页
上一篇:Java内部类使用总结
下一篇:Spring MVC 拦截器
相关文章
图文推荐
点击排行

关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 投资合作 | 版权申明 | 在线帮助 | 网站地图 | 作品发布 | Vip技术培训 | 举报中心

版权所有: 红黑联盟--致力于做实用的IT技术学习网站