单例模式

所谓类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

比如Hibernate的SessionFactory,它充当数据存储源的代理,并负责创建Session对象。SessionFactory并不是轻量级的,一般情况下,一个项目通常只需要一个SessionFactory就够,这是就会使用到单例模式。

1) 饿汉式(静态常量)

2) 饿汉式(静态代码块)

3) 懒汉式(线程不安全)

4) 懒汉式(线程安全,同步方法)

5) 懒汉式(线程安全,同步代码块)

6) 双重检查

7) 静态内部类

8) 枚举

饿汉式

1) 构造器私有化 (防止 new )

2) 类的内部创建对象

3) 向外暴露一个静态的公共方法。getInstance

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}
//静态变量
private final static Singleton instance = new Singleton();

public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}

1) 优点:这种写法比较简单,就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。

2) 缺点:在类装载的时候就完成实例化,没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例,则会造成内存的浪费

结论:这种单例模式可用可能造成内存浪费

饿汉式(静态代码块)

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}

private static Singleton instance;
static {
instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}

这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和上面是一样的

懒汉式(线程不安全)

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}

private static Singleton instance;

//提供一个静态的公用方法,当使用该方法时 ,才去创建
public static Singleton getInstance(){
if (null == instance){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}

1) 起到了Lazy Loading的效果,但是只能在单线程下使用

2) 如果在多线程下,一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式

3) 结论:在实际开发中,不要使用这种方式

懒汉式(线程安全,同步方法)

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}

private static Singleton instance;

//提供一个静态的公用方法,当使用该方法时 ,才去创建
public static synchronized Singleton getInstance(){
if (null == instance){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}

1) 解决了线程不安全问题

2) 效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接return就行了。方法进行同步效率太低

3) 结论:在实际开发中,不推荐使用这种方式

懒汉式(线程安全,同步代码块)

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}

private static Singleton instance;

//提供一个静态的公用方法,当使用该方法时 ,才去创建
public static Singleton getInstance(){
if (null == instance){
synchronized (Singleton.class){
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}

但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一致,假如一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例

结论:在实际开发中,不能使用这种方式

双重检查

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}
//volatile不能少 new不是一个原子操作 可能指令重排序
private static volatile Singleton instance;

//提供一个静态的公用方法,当使用该方法时 ,才去创建
public static Singleton getInstance(){
if (null == instance){
synchronized (Singleton.class){
if (null == instance){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}

这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断if (singleton == null),直接return实例化对象,也避免的反复进行方法同步.

线程安全;延迟加载;效率较高

结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式

静态内部类

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class Singleton{
//构造器私有化
private Singleton(){

}

private static class SingletonInstance{
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}

//提供一个静态的公用方法,当使用该方法时 ,才去创建
public static Singleton getInstance(){
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}

1) 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。

2) 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化,而是在需要实例化时,调用getInstance方法,才会装载SingletonInstance类,从而完成Singleton的实例化。

3) 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。

4) 优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高

5) 结论:推荐使用

枚举

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enum  Singleton{
INSTANCE;
public void sayOK(){
System.out.println("ok");
}
}

1) 这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

2) 这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式

3) 结论:推荐使用

单例模式JDK

我们JDK中,java.lang.Runtime就是经典的单例模式(饿汉式)

细节说明

  • 单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能

  • 当想实例化一个单例类的时候,必须要记住使用相应的获取对象的方法,而不是使用new

  • 单例模式使用的场景:需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即:重量级对象),但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂等)