單例模式


單例模式有以下特點:

1敞曹、單例類只能有一個實例账月。
  
2、單例類必須自己創(chuàng)建自己的唯一實例澳迫。
  
3局齿、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

單例模式確保某個類只有一個實例橄登,而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例抓歼。在計算機系統(tǒng)中,線程池拢锹、緩存谣妻、日志對象、對話框卒稳、打印機蹋半、顯卡的驅(qū)動程序?qū)ο蟪1辉O(shè)計成單例。這些應(yīng)用都或多或少具有資源管理器的功能充坑。每臺計算機可以有若干個打印機减江,但只能有一個Printer Spooler,以避免兩個打印作業(yè)同時輸出到打印機中捻爷。每臺計算機可以有若干通信端口辈灼,系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)集中管理這些通信端口,以避免一個通信端口同時被兩個請求同時調(diào)用也榄⊙灿ǎ總之,選擇單例模式就是為了避免不一致狀態(tài),避免政出多頭榕莺。


一俐芯、懶漢式單例

//懶漢式單例類.在第一次調(diào)用的時候?qū)嵗约?  
public class Singleton {  
    private Singleton() {}  
    private static Singleton single=null;  
    //靜態(tài)工廠方法   
    public static Singleton getInstance() {  
         if (single == null) {    
             single = new Singleton();  
         }    
        return single;  
    }  
}  

Singleton通過將構(gòu)造方法限定為private避免了類在外部被實例化翼抠,在同一個虛擬機范圍內(nèi)智蝠,Singleton的唯一實例只能通過getInstance()方法訪問惧浴。

(事實上仁连,通過Java反射機制是能夠?qū)嵗瘶?gòu)造方法為private的類的掖桦,那基本上會使所有的Java單例實現(xiàn)失效料祠。此問題在此處不做討論贾漏,姑且掩耳盜鈴地認(rèn)為反射機制不存在橙弱。)

==但是以上懶漢式單例的實現(xiàn)沒有考慮線程安全問題岩睁,它是線程不安全的钞脂,并發(fā)環(huán)境下很可能出現(xiàn)多個Singleton實例==,要實現(xiàn)線程安全捕儒,有以下三種方式冰啃,都是對getInstance這個方法改造,保證了懶漢式單例的線程安全

1刘莹、在getInstance方法上加同步

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

2阎毅、雙重檢查鎖定

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

3、靜態(tài)內(nèi)部類

(既實現(xiàn)了線程安全点弯,也避免了同步帶來的性能問題)

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

二扇调、餓漢式單例

//餓漢式單例類.在類初始化時,已經(jīng)自行實例化   
public class Singleton1 {  
    private Singleton1() {}  
    private static final Singleton1 single = new Singleton1();  
    //靜態(tài)工廠方法   
    public static Singleton1 getInstance() {  
        return single;  
    }  
}  

餓漢式在類創(chuàng)建的同時就已經(jīng)創(chuàng)建好一個靜態(tài)的對象供系統(tǒng)使用抢肛,以后不再改變狼钮,所以天生是線程安全的。

三捡絮、登記式單例

//類似Spring里面的方法熬芜,將類名注冊,下次從里面直接獲取福稳。  
public class Singleton3 {  
    private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();  
    static{  
        Singleton3 single = new Singleton3();  
        map.put(single.getClass().getName(), single);  
    }  
    //保護的默認(rèn)構(gòu)造子  
    protected Singleton3(){}  
    //靜態(tài)工廠方法,返還此類惟一的實例  
    public static Singleton3 getInstance(String name) {  
        if(name == null) {  
            name = Singleton3.class.getName();  
            System.out.println("name == null"+"--->name="+name);  
        }  
        if(map.get(name) == null) {  
            try {  
                map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());  
            } catch (InstantiationException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (IllegalAccessException e) {  
                e.printStackTrace();  
            } catch (ClassNotFoundException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
        return map.get(name);  
    }  
    //一個示意性的商業(yè)方法  
    public String about() {      
        return "Hello, I am RegSingleton.";      
    }      
    public static void main(String[] args) {  
        Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);  
        System.out.println(single3.about());  
    }  
}  

登記式單例實際上維護了一組單例類的實例涎拉,將這些實例存放在一個Map(登記薄)中灵寺,對于已經(jīng)登記過的實例,則從Map直接返回区岗,對于沒有登記的略板,則先登記,然后返回慈缔。

這里我對登記式單例標(biāo)記了可忽略叮称,我的理解來說,首先它用的比較少,另外其實內(nèi)部實現(xiàn)還是用的餓漢式單例瓤檐,因為其中的static方法塊赂韵,它的單例在類被裝載的時候就被實例化了。

餓漢式和懶漢式區(qū)別

從名字上來說挠蛉,餓漢和懶漢祭示,

餓漢就是類一旦加載,就把單例初始化完成谴古,保證getInstance的時候质涛,單例是已經(jīng)存在的了,

而懶漢比較懶掰担,只有當(dāng)調(diào)用getInstance的時候汇陆,才回去初始化這個單例。

另外從以下兩點再區(qū)分以下這兩種方式:

1带饱、線程安全:


餓漢式天生就是線程安全的毡代,可以直接用于多線程而不會出現(xiàn)問題,

懶漢式本身是非線程安全的勺疼,為了實現(xiàn)線程安全有幾種寫法教寂,分別是上面的1、2恢口、
3孝宗,這三種實現(xiàn)在資源加載和性能方面有些區(qū)別。

2耕肩、資源加載和性能:

餓漢式在類創(chuàng)建的同時就實例化一個靜態(tài)對象出來因妇,不管之后會不會使用這個單例
,都會占據(jù)一定的內(nèi)存猿诸,但是相應(yīng)的婚被,在第一次調(diào)用時速度也會更快,因為其資源
已經(jīng)初始化完成梳虽,


而懶漢式顧名思義址芯,會延遲加載,在第一次使用該單例的時候才會實例化對象出來
窜觉,第一次調(diào)用時要做初始化谷炸,如果要做的工作比較多,性能上會有些延遲禀挫,之后就
和餓漢式一樣了旬陡。

至于1、2语婴、3這三種實現(xiàn)又有些區(qū)別描孟,

第1種驶睦,在方法調(diào)用上加了同步,雖然線程安全了匿醒,但是每次都要同步场航,會影響性能,畢竟99%的情況下是不需要同步的廉羔,

第2種溉痢,在getInstance中做了兩次null檢查,確保了只有第一次調(diào)用單例的時候才會做同步蜜另,這樣也是線程安全的适室,同時避免了每次都同步的性能損耗

第3種,利用了classloader的機制來保證初始化instance時只有一個線程举瑰,所以也是線程安全的捣辆,同時沒有性能損耗,所以一般我傾向于使用這一種此迅。

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