一、什麼是單例模式
單例:保證一個類僅有一個實例,並提供一個訪問它的全局訪問點。
單例模式是一種常用的軟件設計模式之一,其目的是保證整個應用中只存在類的唯一個實例。
比如我們在系統啟動時,需要加載一些公共的配置信息,對整個應用程序的整個生命周期中都可見且唯一,這時需要設計成單例模式。如:spring容器,session工廠,緩存,數據庫連接池等等。
二、如何保證實例的唯一
1)防止外部初始化
2)由類本身進行實例化
3)保證實例化一次
4)對外提供獲取實例的方法
5)線程安全
三、幾種單利模式的比較
(1)餓漢式
“因為餓,所以要立即吃飯,刻不容緩”,在定義類的靜態私有變量同時進行實例化。
public class Singleton {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
return singleton;
}
}
①聲明靜態私有類變量,且立即實例化,保證實例化一次
②私有構造,防止外部實例化(通過反射是可以實例化的,不考慮此種情況)
③提供public的getInstance()方法供外部獲取單例實例
好處:線程安全;獲取實例速度快 缺點:類加載即初始化實例,內存浪費
(2)懶漢式
“這個人比較懶,等用著你的時候才去實例化”,延遲加載。
public class Singleton {
private static Singleton singleton = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
優點:在獲取實例的方法中,進行實例的初始化,節省系統資源
缺點:①如果獲取實例時,初始化工作較多,加載速度會變慢,影響系統系能
②每次獲取實例都要進行非空檢查,系統開銷大
③非線程安全,當多個線程同時訪問getInstance()時,可能會產生多個實例
接下來對它進行線程安全改造:
1)同步鎖
public synchronized static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
優點:線程安全,缺點:每次獲取實例都要加鎖,耗費資源,其實只要實例已經生成,以後獲取就不需要再鎖了
2)雙重檢查鎖
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
優點:線程安全,進行雙重檢查,保證只在實例未初始化前進行同步,效率高 缺點:還是實例非空判斷,耗費一定資源
3)靜態內部類
public class Singleton {
private Singleton() {
}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.singleton;
}
}
優點:既避免了同步帶來的性能損耗,又能夠延遲加載
(3)枚舉
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void init() {
System.out.println("資源初始化。。。");
}
}
天然線程安全,可防止反射生成實例。
四、單例模式的優缺點
優點:該類只存在一個實例,節省系統資源;對於需要頻繁創建銷毀的對象,使用單例模式可以提高系統性能。
缺點:不能外部實例化(new),調用人員不清楚調用哪個方法獲取實例時會感到迷惑,尤其當看不到源代碼時。
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