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  • 单例设计模式

    什么是单例设计模式?

    单例设计模式,是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中,应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。

    如图

    具体实现

    需要:

    (1)将构造方法私有化,使其不能在类的外部通过 new 关键字实例化该类对象。

    (2)在该类内部产生一个唯一的实例化对象,并且将其封装为 private static 类型。

    (3)定义一个静态方法返回这个唯一对象。

    案例一:"饿汉模式" (立即加载)

    立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕(不管以后会不会使用到该实例化对象,先创建了再说,故称之为“饿汉模式”),常见的实现办法就是直接 new 实例化。

    
    public class Singleton{
    
        // 将自身实例化对象设置为一个属性,并且static、final修饰
    
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    
        // 构造方法私有化
    
        private Singleton(){}
    
    
        // 静态方法返回该实例
    
        public static Singleton getInstance(){
            return instance;
        
        }
    }
    
    
    
    
    

    “饿汉模式”的优缺点:

    优点:实现起来简单,没有多线程同步问题。

    缺点: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,并释放所有占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。

    案例二:“懒汉模式”(延迟加载)

    延迟加载就是调用get()方法时实例才被创建(先不急着实例化出对象,等要用的时候才给你创建出来,故称之为“懒汉模式”),常见的实现方法就是get方法中进行new实例化。

    
    public class Singleton{
    
        // 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
        private static Singleton instance;
    
        // 构造方法私有化
        private Singleotn(){}
    
        // 静态方法返回该实例
        public static Singleton getInstance(){
            if(instance == null){
                instance = new Singleton();
        
            }
            return instance;
        }
    }
    
    
    
    
    

    “懒汉模式”的优缺点:

    优点:实现起来比较简单,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:在多线程环境中,这种实现方法时完全错误的,根本不能保证单例的状态。

    案例三:线程安全的“懒汉模式”

    
    public class Singleton{
    
        // 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
        private static Singleton instance;
    
        // 构造方法私有化
        private Singleton(){}
    
        // 静态方法返回该实例,加synchronized关键字实现同步
        public static synchronized Singleton getInstance(){
        
            if(instance == null){
                instance = new Singleton(); 
            }
             return instance;
        }
    }
    
    
    
    

    优点:在多线程情形下,保证了“懒汉式”的线程安全

    缺点:众所周知在多线程情形下,synchronized方法通常效率低,显然这不是最佳的实现方案。

    案例四:DCL双段检索机制 (double checked locking)

    
    public class Singleton{
    
        // 将自身实例化对象设置为一个属性,并用static修饰
        private static Singleton instance;
    
        // 构造方法私有化
        private Singleton(){}
    
        // 静态方法返回该实例
        public static Singleton getInstance(){
        
            // 第一次检查instance 是否被实例化出来,如果没有进入if块
            if (instance == null){
                synchronized (Singleton.class){
                    // 某个线程取得了类锁,实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来,如果没有,才最终实例化出对象
                    if(instance == null){
                        instance = new Singleton();                
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    
    
    
    
    

    案例四 算是单例模式的最佳实现方式,内存占用率高,效率高,线程安全,多线程操作原子性

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