單例模式:一個類只有一個實例宗弯,并且提供一個全局訪問該實例的方法。單例模式的出現是為了可以保證系統中一個類只有一個實例而且該實例又易于外界訪問届慈,從而方便對實例個數的控制并節(jié)約系統資源而出現的解決方案。
一、技術的起因與目標
在很多時候知举,整個系統只需要擁有一個全局對象,這樣有利于我們協調系統整體行為深员。比如:在某服務器程序中负蠕,該服務器的配置文件存放在一個文件中,這些配置數據由一個單例對象統一讀取倦畅,然后服務進程中的其他對象在通過這個單例獲取這些配置文件遮糖。最終通過這種方式,簡化了在復雜環(huán)境下的配置管理叠赐。例如:一個系統中只能有一個窗口管理器欲账,文件系統,計時工具芭概。
二赛不、技術的優(yōu)勢和劣勢
優(yōu)勢
- 節(jié)省系統資源(系統內存中該類只存在一個對象,對于一些需要頻繁創(chuàng)建銷毀的對象罢洲,使用單例模式可以提高系統性能)
- 實現了對唯一實例訪問的可控
劣勢
- 不適用于變化頻繁的對象
- 濫用單例將帶來一些負面問題踢故,如為了節(jié)省資源將數據庫連接池對象設計為的單例類文黎,可能會導致共享連接池對象的程序過多而出現連接池溢出。
- 如果實例化的對象長時間不被利用殿较,系統會認為該對象是垃圾而被回收耸峭,這可能會導致對象狀態(tài)的丟失。
- 不清楚該單例類獲取對象的方法(當想實例化一個單例類時淋纲,必須記住使用相應的獲取對象的方法劳闹,而不是使用new,可能會給開發(fā)人員造成困擾洽瞬,特別是看不到源碼的時候)
三本涕、技術的適用場景(業(yè)務場景、技術場景)
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1菩颖、有頻繁實例化然后銷毀的情況,也就是頻繁的 new 對象为障,可以考慮單例模式位他;
2、創(chuàng)建對象時耗時過多或者耗資源過多产场,但又經常用到的對象鹅髓;
3、頻繁訪問 IO 資源的對象京景,例如數據庫連接池或訪問本地文件窿冯;
4.要求生成唯一序列號的環(huán)境,需要定義大量靜態(tài)常量或靜態(tài)方法的環(huán)境确徙。
四醒串、技術的組成部分和關鍵點
組成部分:
單例模式要求類能夠返回對象的一個引用(永遠是同一個)和一個獲得該實例的方法(必須是靜態(tài)方法)
關鍵點:
單例模式在多線程應用場景下必須小心使用。
當存在一個唯一實例尚未創(chuàng)建時鄙皇,有兩個線程同時調用創(chuàng)建方法芜赌,那么它們同時沒有檢測到唯一實例的存在,從而同時創(chuàng)建了各自的一個實例伴逸,這樣就是有兩個實例被構造出來缠沈,從而違反了單例模式中實例唯一的原則。解決這個問題的方法是為該類是否已經實例化變量提供一個互斥鎖错蝴。
五洲愤、技術的底層原理和關鍵實現
關鍵實現:
- 保證類只有一個實例。關鍵點:將該類的構造方法定義為私有方法(這樣其他處的代碼就無法通過調用該類的構造方法來實例化該類的對象)
- 提供一個該實例的訪問點顷锰。一般由該類自己負責創(chuàng)建實例柬赐,并提供一個公共的靜態(tài)方法作為該實例的訪問點。
六官紫、已有的實現和它之間的對比
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清單1. 靜態(tài)常量 餓漢式-推薦
public class Singleton {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
private Singleton() {};
public static Singleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
清單2. 雙重檢查 懶漢式-推薦
public class Singleton {
private static volatile Singleton INSTANCE;
private Singleton() {};
public static Singleton getInstance() {
if (INSTANCE == null) {
synchronized(Singleton.class){
if(INSTANCE == null) {
INSTANCE = new Singleton();
}
}
}
return INSTANCE;
}
}
清單3.枚舉 強烈推薦
package com.jasongj.singleton9;
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whatSoEverMethod() { }
// 該方法非必須,只是為了保證與其它方案一樣使用靜態(tài)方法得到實例
public static Singleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
- [單例模式的使用場景和 Java 靜態(tài)塊的使用] (https://zhuanlan.zhihu.com/p/37382515)