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  • 单例模式

    单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

    这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。

    注意:

    • 1、单例类只能有一个实例。
    • 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
    • 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

    单例模式的几种实现方式

    单例模式的实现有多种方式,如下所示:

    1、懒汉式,线程不安全

    是否 Lazy 初始化:

    是否多线程安全:

    实现难度:

    描述:这种方式是最基本的实现方式,这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized,所以严格意义上它并不算单例模式。
    这种方式 lazy loading 很明显,不要求线程安全,在多线程不能正常工作。

    public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton (){}

     public static Singleton getInstance() {

    if (instance == null) {

     instance = new Singleton();

    } return instance; }

    }

     

    接下来介绍的几种实现方式都支持多线程,但是在性能上有所差异。

    2、懒汉式,线程安全

    是否 Lazy 初始化:

    是否多线程安全:

    实现难度:

    描述:这种方式具备很好的 lazy loading,能够在多线程中很好的工作,但是,效率很低,99% 情况下不需要同步。
    优点:第一次调用才初始化,避免内存浪费。
    缺点:必须加锁 synchronized 才能保证单例,但加锁会影响效率。
    getInstance() 的性能对应用程序不是很关键(该方法使用不太频繁)。

    public class Singleton {

     private static Singleton instance;

     private Singleton (){}

    public static synchronized Singleton getInstance() {

     if (instance == null) {

     instance = new Singleton(); }

    return instance; }

     }

     

    3、饿汉式

    是否 Lazy 初始化:

    是否多线程安全:

    实现难度:

    描述:这种方式比较常用,但容易产生垃圾对象。
    优点:没有加锁,执行效率会提高。
    缺点:类加载时就初始化,浪费内存。
    它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题,不过,instance 在类装载时就实例化,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

    public class Singleton {

    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton (){}

    public static Singleton getInstance() {

     return instance; } }

    4、双检锁/双重校验锁(DCL,即 double-checked locking)

    JDK 版本:JDK1.5 起

    是否 Lazy 初始化:

    是否多线程安全:

    实现难度:较复杂

    描述:这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。
    getInstance() 的性能对应用程序很关键。

    public class Singleton {

    private volatile static Singleton singleton;

    private Singleton (){}

     public static Singleton getSingleton() {

    if (singleton == null) {

     synchronized (Singleton.class) {

    if (singleton == null) {

    singleton = new Singleton(); }

     }

    }

    return singleton; }

    }

     以上内容来自菜鸟教程设计模式——单例模式

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