單例模式

使用場景

實際的開發(fā)中吴趴,為了避免創(chuàng)建多個對象消耗過多的資源削饵,或者某個類的對象只能有一個署浩,所以就需要使用單例模式來確保某個類只能對外提供一個對象劲件。

特點

  • 類的構(gòu)造函數(shù)一般用private修飾掸哑,不對外公開
  • 一般通過一個靜態(tài)方法返回單例對象
  • 必須保證線程安全,即在多線程場景下能確保只有一個單例對象

1 懶漢加載

1.1 簡單粗暴有缺點

public class Singleton {  
    private Singleton() {}  
    private static Singleton single = null;  
    //缺點:每一次都要 synchronized 同步零远,造成不必要的開銷
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
         if (single == null) {    
             single = new Singleton();  
         }    
        return single;  
    }  
}  

1.2 改進:雙重檢查鎖定

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

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

第一重判斷:改進了不用每次都同步的缺點 ,提升效率
第二重判斷:如果兩個線程都進入了第一重判斷苗分,由于同步,只能進來一個牵辣。A進入了創(chuàng)建了實例摔癣,出來后B還可以進入,如果沒有第二次判斷服猪,就會生成多個instance

另外可能失效:java的指令重排序供填。single = new Singleton();可以分成多條匯編指令
(1)、給Singleton實例分配內(nèi)存(2)罢猪、調(diào)用構(gòu)造函數(shù)近她,初始化成員(3)、將instance對象指向分配內(nèi)存的空間膳帕,注意此時instance就不為null了
可以是123粘捎,也可以是132薇缅,如果是132,A執(zhí)行3的時候攒磨,2未執(zhí)行泳桦,此時instance就不為空,B就把instance取走了娩缰,這就是失效的原因灸撰。

解決辦法:private volatile static Singleton single = null

即添加volatile修飾符,這樣就可以保證instance每次都從主內(nèi)存讀取拼坎,避免了上邊的問題浮毯,但會略影響性能。這種單例模式也是在第一次執(zhí)行g(shù)etInstance()時創(chuàng)建單例泰鸡,但第一次反映稍慢债蓝。

這種方式目前使用的較多。

1.3 推薦使用:靜態(tài)內(nèi)部類單例模式

public class Singleton {
    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }
}

這種方式只有在的第一次調(diào)用getInstance()方法時盛龄,虛擬機才會加載SingletonHolder類饰迹,并初始化instance實例,即保證了線程同步余舶,也能保證單例的唯一性啊鸭,相對雙重檢查鎖定單例模式簡單了許多,推薦使用這種方式來實現(xiàn)單例模式匿值。

2 餓漢單例模式

//餓漢式單例類.在類初始化時莉掂,已經(jīng)自行實例化,以后不再改變千扔,所以天生是線程安全的   
public class Singleton {  
    private Singleton() {}  
    private static final Singleton single = new Singleton();  
    //靜態(tài)工廠方法   
    public static Singleton getInstance() {  
        return single;  
    }  
}  

餓漢式在類創(chuàng)建的同時就實例化一個靜態(tài)對象出來,不管之后會不會使用這個單例库正,都會占據(jù)一定的內(nèi)存曲楚,但是相應(yīng)的,在第一次調(diào)用時速度也會更快褥符,因為其資源已經(jīng)初始化完成龙誊。

而懶漢式顧名思義,會延遲加載喷楣,在第一次使用該單例的時候才會實例化對象出來趟大,第一次調(diào)用時要做初始化,如果要做的工作比較多铣焊,性能上會有些延遲逊朽,之后就和餓漢式一樣了。

3 容器單例模式

public class SingletonManager {
    private static Map<String, Object> instanceMap = new HashMap<>();

    private SingletonManager() {
    }

    public static void addInstance(String key, Object instance) {
        if (!instanceMap.containsKey(key)) {
            instanceMap.put(key, instance);
        }
    }

    public Object getInstance(String key) {
        return instanceMap.get(key);
    }
}

采用Map集合管理對象的實例曲伊,保證實例的唯一性叽讳,這種方式多用于管理多種類的實例場景,同時你的類并不一定需要實現(xiàn)單例機制,因為SingletonManager可以解決這個問題岛蚤。你只需在初始化時創(chuàng)建對應(yīng)類的實例并調(diào)用addInstance(String key, Object instance)來進行保存邑狸,使用時調(diào)用getInstance(String key),即可根據(jù)key得到對應(yīng)類的實例涤妒。


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