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  • Java中单例

                                                                      Java中单例模式是一种常见的设计模式,单例模式的写法有好几种,这里主要介绍两种:懒汉式单例、饿汉式单例

    单例模式有以下特点:
      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。
      单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中,线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机,但只能有一个Printer Spooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口,系统应当集中管理这些通信端口,以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之,选择单例模式就是为了避免不一致状态,避免政出多头。

    一、懒汉式单例

    复制代码
     //懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己   
    
     public class Singleton {  
    
     private Singleton() {}  
    
     private static Singleton single=null;  
    
     //静态工厂方法   
    
     public static Singleton getInstance() {  
    
     if (single == null) {    
    
     single = new Singleton();  
    
     }    
    
      return single;  
    
      }  
    
    }  
    复制代码

    //懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己

    复制代码
    public class Singleton {
        private Singleton() {}
        private static Singleton single=null;
        //静态工厂方法 
        public static Singleton getInstance() {
             if (single == null) {  
                 single = new Singleton();
             }  
            return single;
        }
    }
    复制代码

    Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。

    (事实上,通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的,那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论,姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。)

    但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题,它是线程不安全的,并发环境下很可能出现多个Singleton实例,要实现线程安全,有以下三种方式,都是对getInstance这个方法改造,保证了懒汉式单例的线程安全,如果你第一次接触单例模式,对线程安全不是很了解,可以先跳过下面这三小条,去看饿汉式单例,等看完后面再回头考虑线程安全的问题:

    1、在getInstance方法上加同步

    public static synchronized Singleton getInstance() {  
             if (single == null) {    
                single = new Singleton();  
           }   
            return single;  
    } 
    public static synchronized Singleton getInstance() {
             if (single == null) {  
                 single = new Singleton();
             }  
            return single;
    }

    2、双重检查锁定

    复制代码
    public static Singleton getInstance() {  
            if (singleton == null) {    
                synchronized (Singleton.class) {    
                  if (singleton == null) {    
                     singleton = new Singleton();   
                   }   
               }   
            }   
            return singleton;   
       }
    复制代码
    复制代码
    public static Singleton getInstance() {
            if (singleton == null) {  
                synchronized (Singleton.class) {  
                   if (singleton == null) {  
                      singleton = new Singleton(); 
                   }  
                }  
            }  
            return singleton; 
        }
    复制代码

     3、静态内部类

    复制代码
    public class Singleton {    
        private static class LazyHolder {    
           private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();    
        }   
        private Singleton (){}    
        public static final Singleton getInstance() {    
           return LazyHolder.INSTANCE;    
        }   
    }   
    复制代码
    复制代码
    public class Singleton {  
        private static class LazyHolder {  
           private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
        }  
        private Singleton (){}  
        public static final Singleton getInstance() {  
           return LazyHolder.INSTANCE;  
        }  
    }  
    复制代码

    这种比上面1、2都好一些,既实现了线程安全,又避免了同步带来的性能影响。

    二、饿汉式单例

     

    复制代码
    //饿汉式单例类.在类初始化时,已经自行实例化   
    public class Singleton1 {  
        private Singleton1() {}  
        private static final Singleton1 single = new Singleton1();  
        //静态工厂方法   
        public static Singleton1 getInstance() {  
            return single;  
        } 
    } 
    复制代码
    复制代码
    //饿汉式单例类.在类初始化时,已经自行实例化 
    public class Singleton1 {
        private Singleton1() {}
        private static final Singleton1 single = new Singleton1();
        //静态工厂方法 
        public static Singleton1 getInstance() {
            return single;
        }
    }
    复制代码

     饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变,所以天生是线程安全的。

    饿汉式和懒汉式区别

    从名字上来说,饿汉和懒汉,

    饿汉就是类一旦加载,就把单例初始化完成,保证getInstance的时候,单例是已经存在的了,

    而懒汉比较懒,只有当调用getInstance的时候,才回去初始化这个单例

    另外从以下两点再区分以下这两种方式:

    1、线程安全:

    饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题,

    懒汉式本身是非线程安全的,为了实现线程安全有几种写法,分别是上面的1、2、3,这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

    2、资源加载和性能:

    饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来,不管之后会不会使用这个单例,都会占据一定的内存,但是相应的,在第一次调用时速度也会更快,因为其资源已经初始化完成,

    而懒汉式顾名思义,会延迟加载,在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来,第一次调用时要做初始化,如果要做的工作比较多,性能上会有些延迟,之后就和饿汉式一样了。

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