标签:Singleton -- singleton 对象 实例 线程 单例 设计模式
一、单例模式
1、什么是单例模式
采取一定的方法,使程序中的某个类只存在一个实例对象,且该类对外提供一个获取该对象的方法(一般为静态方法)。
2、单例模式分类
(1)饿汉式(2种写法,线程安全)
静态变量
静态代码块
(2)懒汉式(3种写法)
线程不安全
线程安全,同步方法
线程安全,同步代码块(不推荐使用)
(3)双重检查(推荐使用)
(4)静态内部类(推荐使用)
(5)枚举(推荐使用)
3、饿汉式单例模式(静态常量版)
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部创建实例对象。
step3:向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo1;/**
- 演示 饿汉式单例模式,静态变量版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
饿汉式单例模式,静态变量版
*/
class Singleton {
// 在类的内部创建实例对象。使用静态变量,只被加载一次。
private static Singleton singleton = new Singleton();/**
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static Singleton getSingleTon() {
return singleton;
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点:
优点:写法简单,在类装载时完成了实例化,避免线程同步问题。
缺点:在类装载前完成实例化,没有实现懒加载(Lazy Loading),可能造成内存的浪费(比如从不使用该类时会造成内存的浪费)。
(4)UML图:
4、饿汉式单例模式(静态代码块)
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部声明实例对象,并在静态代码块中实例化对象。
step3:向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo2;/**
- 演示 饿汉式单例模式,静态代码块版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
饿汉式单例模式,静态代码块版
*/
class Singleton {
// 在类的内部声明一个实例对象
private static Singleton singleton;static {
// 在代码块中实例化一个对象,同样只加载一次
singleton = new Singleton();
}/**
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static Singleton getSingleTon() {
return singleton;
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点同上例 饿汉式单例模式(静态常量版)
5、懒汉式单例模式(线程不安全)
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部声明实例对象。
step3:向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象,在调用该方法时,才去创建实例对象。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo3;/**
- 演示 懒汉式单例模式,线程不安全版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
懒汉式单例模式,线程不安全版
*/
class Singleton {
// 在类的内部声明一个实例对象
private static Singleton singleton;/**
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象。 当调用该方法时,才去检查并创建一个实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static Singleton getSingleTon() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点:
优点:实现了懒加载。
缺点:只能在单线程下使用,比如线程A与线程B并发执行到 if (singleton == null), 此时便会产生多个实例对象。
6、懒汉式单例模式(线程安全,同步方法)
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部声明实例对象。
step3:向外暴露一个静态的公共方法(给静态方法加个synchronized关键字,解决同步问题)用于获取实例对象,在调用该方法时,才去创建实例对象。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo4;/**
- 演示 懒汉式单例模式,线程安全,同步方法版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
懒汉式单例模式,线程安全,同步方法版
*/
class Singleton {
// 在类的内部声明一个实例对象
private static Singleton singleton;/**
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象,并给方法加个synchronized关键字,解决同步的问题。
- 当调用该方法时,才去检查并创建一个实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static synchronized Singleton getSingleTon() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点:
优点:实现了懒加载,解决了线程不安全的问题。
缺点:效率太低,每个线程想获取实例对象时,均会触发同步方法,此时会等待前一个线程调用结束后才能使用,使效率低。
7、懒汉式单例模式(同步代码块方法,线程不一定安全)
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部声明实例对象。
step3:向外暴露一个静态的公共方法(在静态方法内部定义一个代码块,解决同步问题)用于获取实例对象,在调用该方法时,才去创建实例对象。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo5;/**
- 演示 懒汉式单例模式,线程不一定安全,同步代码块版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
懒汉式单例模式,线程不一定安全,同步代码块版
*/
class Singleton {
// 在类的内部声明一个实例对象
private static Singleton singleton;/**
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象,在方法内部加个同步代码块。 当调用该方法时,才去检查并创建一个实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static Singleton getSingleTon() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
singleton = new Singleton();
}
}
return singleton;
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点:
优点:优化了了上例 懒汉式单例模式(线程安全,同步方法) 的效率问题。
缺点:能满足大部分线程安全的情况,但是若线程A与线程B并发执行到 if (singleton == null),此时同步代码块的作用就不存在了, 会产生多个实例对象。
8、双重检查(Double Check)
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部声明实例对象,并使用volatile关键字(保证可见性,且防止因JVM指令重排使代码执行顺序不对,从而导致代码执行有误)。
step3:向外暴露一个静态的公共方法(在静态方法内部定义一个代码块,解决同步问题)用于获取实例对象,在调用该方法时,才去创建实例对象。在上例 懒汉式单例模式(同步代码块方法,线程不一定安全) 的基础上,给同步代码块内部加个检查处理。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo6;/**
- 演示 单例模式,双重检查版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
单例模式,双重检查版
*/
class Singleton {
// 在类的内部声明一个实例对象
private static volatile Singleton singleton;/**
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象,在方法内部加个同步代码块,在代码块内部增加一个检查处理。 当调用该方法时,才去检查并创建一个实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static Singleton getSingleTon() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点:
优点:线程安全,延迟加载,效率高。常用于多线程开发。
9、静态内部类
(1)步骤:
step1:构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
step2:在类的内部定义一个静态内部类(只有被调用时,才会被加载),并在内部类中实例化对象。
step3:向外暴露一个静态的公共方法,并在方法中调用静态内部类,用于获取实例对象。
(2)代码实现:
package singleton.pattern.demo7;/**
- 演示 单例模式,静态内部类版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleTon();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleTon();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
-
单例模式,静态内部类版
/
class Singleton {
/*- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
*/
private Singleton() {
}
/**
- 静态内部类,在被调用的时候才会被加载,实现懒加载。 且内部使用静态常量实例化一个对象,保证了线程安全问题。
*/
public static class SingleTonInstance {
public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
/**
- 向外暴露一个静态的公共方法用于获取实例对象,在方法内部加个同步代码块,在代码块内部增加一个检查处理。 当调用该方法时,才去检查并创建一个实例对象。
- @return 实例对象
*/
public static Singleton getSingleTon() {
return SingleTonInstance.INSTANCE; // 调用静态内部类的静态属性
}
}
- 构造器私有化(防止通过new创建实例对象)
(3)优缺点:
优点:利用JVM的类加载机制,保证了实例化对象时只有一个线程,从而线程安全。在被调用时静态内部类才会被加载并实例化对象,从而实现懒加载,效率高。
(4)UML图:
10、枚举
(1)步骤:
step1:定义一个枚举类型。
step2:调用即可
(2)代码实现:
package singleton.pattern;/**
- 演示 单例模式,枚举版
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
SingleTon singleton1 = SingleTon.INSTACNE;
SingleTon singleton2 = SingleTon.INSTACNE;
System.out.println(singleton1 == singleton2); // 由于获取的为同一个对象,所以输出为true
}
}
/**
- 单例模式,枚举版
*/
enum SingleTon {
INSTACNE;
public void show() {
System.out.println("hello world");
}
}
(3)优缺点:
优点:使用枚举类型创建(enum本质是个继承java.lang.Enum类的final class),保证线程安全,且可以防止反序列化重新创建新的对象。
11、JDK中的单例模式举例(Runtime)
(1)部分源码
public class Runtime { private static Runtime currentRuntime = new Runtime();/** * Returns the runtime object associated with the current Java application. * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance * methods and must be invoked with respect to the current runtime object. * * @return the <code>Runtime</code> object associated with the current * Java application. */ public static Runtime getRuntime() { return currentRuntime; } /** Don't let anyone else instantiate this class */ private Runtime() {}
}
(2)可以看到上述代码中采用的是 饿汉式单例模式(静态变量版)。
12、单例模式使用注意
(1)当频繁创建、销毁某个对象时,可以采用单例模式。
(2)使用单例模式时,需调用相关方法获取实例,而不是通过new。
(3)当创建对象消耗资源过多时,但又经常使用时,可以采用单例模式创建。
标签:Singleton,--,singleton,对象,实例,线程,单例,设计模式 来源: https://www.cnblogs.com/huoyz/p/14398553.html
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