1、单例模式的简介
定义
保证每个类仅有一个实例,并给外部提供一个访问它的全局访问点。
思路
如果一个类能够被创建多个实例,那么,这个类的构造方法肯定是公开的,外部通过此类的构造方法可以创建多个类的实例。只要类的构造方法能让外部访问到,我们就没法控制类的实例的个数。
如果我们把创建类的实例的权限收回来,让类自身负责创建实例,然后由类本身来提供外部访问这个类的实例的方法,就实现了单例模式。
在Java中,单例模式的实现分为两种,一种是懒汉式,另一种是饿汉式。区别在于具体创建对象实例的处理上,有不同的方式。
懒汉式
/**
* 懒汉式
* @author Bean_bag
*/
public class Singleton {
//存储创建好的实例对象
private static Singleton uniqueInstance = null;
//私有化构造方法
private Singleton(){}
//为外部提供类实例
public static synchronized Singleton getInstance(){
//判断变量是否有值
if (uniqueInstance == null){
//没有值,就创建对象并赋值
uniqueInstance = new Singleton();
}
//有值就直接使用
return uniqueInstance;
}
}
饿汉式
/**
* 饿汉式
* @author Bean_bag
*/
public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
//私有化构造方法
private Singleton(){}
//定义一个方法来为客户端提供类实例
public static Singleton getInstance(){
return uniqueInstance;
}
}
2、单例模式的详解
功能
保证类在运行期间只会创建一个实例,并提供了一个全局唯一的访问这个类的访问点,就是代码中的getInstance()方法。不管懒汉式还是饿汉式,这个访问点是一样的。对单例模式本身而言,它只关心类实例的创建问题,并不关心具体的业务问题。
范围
目前Java里面实现的单例是一个ClassLoader及其子ClassLoader的范围,因为一个ClassLoader在装载饿汉式单例的时候,就会创建一个类的实例。如果一个虚拟机里面有多个ClassLoader,而这些ClassLoader都装载某个类的话,就算这个类是单例类,也会产生很多个实例。如果一个机器上有多个虚拟机,那么每个虚拟机里都应该至少有一个这个类的实例,整个机器上有多个实例,就不再是单例了。
关于ClassLoader的更多介绍请自行查阅相关资料。
优缺点
懒汉式是典型的时间换空间。每次获取实例都会进行判断,判断是否需要创建实例,浪费判断的时间。如果没人使用,就不会创建实例,节省内存空间。
饿汉式是典型的时间换空间,不管是否使用,都创建出来,每次调用的时候,就不再去判断,节省了运行时间。
线程安全
不加同步的懒汉式是线程不安全的
饿汉式是线程安全的,因为虚拟机保证了只会装载一次,在装载类的时候是不会发生并发的。
3、Java中一种更好的单例实现方式
public class Singleton {
/**
* 类级的内部类,也就是静态的成员式内部类,该内部类的实例与外部类的实例
* 没有绑定关系,而且只有被调用到才会装载,从而实现了延迟加载
*/
private static class SingleHolder{
private static Singleton instance = new Singleton();
}
/**
* 私有化构造方法
*/
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return SingleHolder.instance;
}
}
当getInstance()方法在第一次调用的时候,它第一次读取SingleHolder.instance,导致SingleHolder类得到初始化。而这个类在装载并初始化的时候,会初始化它的静态域,从而创建Singleton实例。由于是静态的域,因此只会被虚拟机在装载类的时候初始化一次,有虚拟机来保证它的线程安全性。