java設(shè)計模式-單例模式及其幾種實現(xiàn)方式

1.定義

確保一個類只有一個實例露筒，并提供一個全局訪問點达箍。

2.實現(xiàn)方式

2.1 聲明即創(chuàng)建對象方式

package com.methon.singleton;

public class SigDemo01 {
    private static SigDemo01 INSTANCE=new SigDemo01 ();
    private SigDemo01 (){};
    public static SigDemo01 getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
    public static void main(String[] args) {
        SigDemo01 sig01=SigDemo01 .getInstance();
        SigDemo01 sig02=SigDemo01 .getInstance();
        /* 判斷是否是同一個對象 */
        System.out.println(sig01==sig02);
    }
}

其中static聲明的靜態(tài)成員INSTANCE只會在類加載的時候創(chuàng)建一次,new一個對象骚烧。
私有的構(gòu)造函數(shù)保證只能在此類中調(diào)用,其他類中想要獲取實例只能調(diào)用getInstance()方法。
返回static對象刻两。保證對象的唯一性赖草。上面的代碼也可以寫成:

package com.methon.singleton;

public class SigDemo02{
    private static SigDemo02 INSTANCE;
    static {
        INSTANCE=new SigDemo02();
    }
    private SigDemo02(){};
    public static  SigDemo02 getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
    public static void main(String[] args) {
        SigDemo02 sig01=SigDemo02.getInstance();
        SigDemo02 sig02=SigDemo02.getInstance();
        /* 判斷是否是同一個對象 */
        System.out.println(sig01==sig02);
    }

}

2.2 懶加載方式

以下為懶加載方式的演變,方法逐漸變得趨于完美

2.2.1 錯誤的懶加載寫法（不支持多線程）

package com.methon.singleton;

public class SigDemo03{
    private static SigDemo03 INSTANCE;
    private SigDemo03(){
    }
    public static SigDemo03 getInstance(){
        if(INSTANCE==null){
            INSTANCE=new SigDemo03();
        }
        return INSTANCE;
    }
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()-> System.out.println(SigDemo03.getInstance().hashCode())).start();
        }
    }

}

如果代碼中沒有多線程,則程序沒有任何問題。但存在多線程的情況下,執(zhí)行到if(INSTANCE==null)后乡翅， INSTANCE=new SigDemo03()語句前鳞疲，可能有多個線程通過了if(INSTANCE==null)的判斷，從而不能保證創(chuàng)建出的對象有且僅有1個蠕蚜。

2.2.2 懶加載的正確寫法（加鎖）

package com.methon.singleton;

public class SigDemo04{

    private static SigDemo04 INSTANCE;

    private SigDemo04() {
    }

    public static synchronized SigDemo04 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new SigDemo04();
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> System.out.println(SigDemo04.getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

對比之前的方法尚洽，只是在getInstance()方法上添加了synchronized ，保證了線程安全靶累。但這樣做的話降低了程序的執(zhí)行效率腺毫。

2.2.3 為了解決加鎖后程序效率變低而采取的錯誤處理

package com.methon.singleton;

public class SigDemo05{

    private static SigDemo05 INSTANCE;

    private SigDemo05() {
    }

    public static SigDemo05 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (SigDemo05.class) {
                 INSTANCE = new SigDemo05 ();
            }
          
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> System.out.println(SigDemo05 .getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

為了提高效率,在判斷INSTANCE == null之后在進行加鎖的判斷。但是請注意挣柬，雖然進行了加鎖操作拴曲，但是最后線程們都會創(chuàng)建新的對象。

2.2.4 為了解決加鎖后程序效率變低而采取的正確處理

package com.methon.singleton;

public class SigDemo06{

    private static SigDemo06 INSTANCE;

    private SigDemo06 () {
    }

    public static SigDemo06 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (SigDemo06 .class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new SigDemo06 ();
                }

            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> System.out.println(SigDemo06 .getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

此方式雖然有些繁瑣凛忿，但是正確的做法澈灼。在判斷INSTANCE == null后進行加鎖，之后在進行判空操作。仍為空后在進行new新的對象叁熔。避免了只要為空就會創(chuàng)建新的對象委乌。

2.2.5 較完美的靜態(tài)內(nèi)部類方式

package com.methon.singleton;
public class SigDemo07{
    private SigDemo07() {

    }
    public static SigDemo07 getInstance() {
        return SigDemo07Holder.INSTANCE;
    }
    private static class SigDemo07Holder {
        private final static SigDemo07 INSTANCE = new SigDemo07();
    }
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> System.out.println(SigDemo07.getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

此種方式，避免了聲明即創(chuàng)建對象的方式荣回，采用靜態(tài)內(nèi)部類的方式遭贸，需要時才創(chuàng)建對象。比較完美且代碼不冗余心软。

2.2.6 effictive java給出的方式

package com.methon.singleton;
public enum  SigDemo08{
    INSTANCE;
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> System.out.println(SigDemo08.INSTANCE.hashCode())).start();
        }
    }
}

直接設(shè)置成了枚舉類型壕吹，且僅有一個枚舉量INSTANCE。

3.總結(jié)

正常需要單例模式的情況一般都需要創(chuàng)建對象删铃。所以是否進行懶加載區(qū)別相差不大耳贬。故方法2.1滿足平常使用的要求。除此之外猎唁，方法2.2.4, 2.2.5, 2.2.6更為完美咒劲，推薦使用。

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