單例設(shè)計(jì)模式
單例設(shè)計(jì)模式是一種對(duì)象創(chuàng)建模式，用于產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象的具體實(shí)例，它可以確保系統(tǒng)中一個(gè)類只產(chǎn)生一個(gè)實(shí)例澜倦。
好處：
- 對(duì)于頻繁使用的對(duì)象，可以省略創(chuàng)建對(duì)象所花費(fèi)的時(shí)間杰妓，這對(duì)于那些重量級(jí)對(duì)象而言藻治，是非常可觀的一筆系統(tǒng)開(kāi)銷巷挥。
- 由于new操作的次數(shù)減少桩卵，因而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存的使用頻率也會(huì)降低，這將減輕GC壓力倍宾，縮短GC停頓時(shí)間雏节。
單例模式的六種寫法：
一、餓漢單例設(shè)計(jì)模式
步驟：
- 私有化構(gòu)造函數(shù)高职。
- 聲明本類的引用類型變量钩乍，并且使用該變量指向本類對(duì)象。
- 提供一個(gè)公共靜態(tài)的方法獲取本類的對(duì)象初厚。
//餓漢單例設(shè)計(jì)模式 ----> 保證Single在在內(nèi)存中只有一個(gè)對(duì)象件蚕。
public class HungrySingleton {
//聲明本類的引用類型變量，并且使用該變量指向本類對(duì)象
private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
//私有化構(gòu)造函數(shù)
private HungrySingleton(){
System.out.println("instance is created");
}
//提供一個(gè)公共靜態(tài)的方法獲取本類的對(duì)象
public static HungrySingleton getInstance(){
return instance;
}
}
不足：無(wú)法對(duì)instance實(shí)例做延遲加載
優(yōu)化：懶漢
二产禾、懶漢單例設(shè)計(jì)模式
- 私有化構(gòu)造函數(shù)。
- 聲明本類的引用類型變量牵啦，但是不要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象。
- 提供公共靜態(tài)的方法獲取本類的對(duì)象，獲取之前先判斷是否已經(jīng)創(chuàng)建了本類對(duì)象琢唾，如果已經(jīng)創(chuàng)建了兴蒸，那么直接返回對(duì)象即可，如果還沒(méi)有創(chuàng)建裳瘪，那么先創(chuàng)建本類的對(duì)象土浸，然后再返回。
//懶漢單例設(shè)計(jì)模式 ----> 保證Single在在內(nèi)存中只有一個(gè)對(duì)象彭羹。
public class LazySingleton {
//聲明本類的引用類型變量黄伊，不創(chuàng)建本類的對(duì)象
private static LazySingleton instance;
//私有化構(gòu)造函數(shù)
private LazySingleton(){
}
public static LazySingleton getInstance(){
//第一次調(diào)用的時(shí)候會(huì)被初始化
if(instance == null){
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
不足：在多線程的情況下，無(wú)法保證內(nèi)存中只有一個(gè)實(shí)例
public class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println(LazySingleton.getInstance().hashCode());
}
public static void main(String[] args) {
MyThread[] myThread = new MyThread[10];
for(int i=0;i<myThread.length;i++){
myThread[i] = new MyThread();
}
for(int j=0;j<myThread.length;j++){
myThread[j].start();
}
}
}
打印結(jié)果：
257688302
1983483740
1983483740
1983483740
1983483740
1983483740
1983483740
1388138972
1983483740
257688302
在多線程并發(fā)下這樣的實(shí)現(xiàn)無(wú)法保證實(shí)例是唯一的派殷。
優(yōu)化：懶漢線程安全
三还最、懶漢線程安全
通過(guò)使用同步函數(shù)或者同步代碼塊保證
public class LazySafetySingleton {
private static LazySafetySingleton instance;
private LazySafetySingleton(){
}
//方法中聲明synchronized關(guān)鍵字
public static synchronized LazySafetySingleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new LazySafetySingleton();
}
return instance;
}
//同步代碼塊實(shí)現(xiàn)
public static LazySafetySingleton getInstance1(){
synchronized (LazySafetySingleton.class) {
if(instance == null){
instance = new LazySafetySingleton();
}
}
return instance;
}
}
不足：使用synchronized導(dǎo)致性能缺陷
優(yōu)化：DCL
四墓阀、DCL
DCL：double check lock （雙重檢查鎖機(jī)制）
public class DclSingleton {
private static DclSingleton instance = null;
private DclSingleton(){
}
public static DclSingleton getInstance(){
//避免不必要的同步
if(instance == null){
//同步
synchronized (DclSingleton.class) {
//在第一次調(diào)用時(shí)初始化
if(instance == null){
instance = new DclSingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
不足：在if判斷中執(zhí)行的instance = new DclSingleton()，該操作不是一個(gè)原子操作拓轻，JVM首先會(huì)按照邏輯斯撮，第一步給instance分配內(nèi)存；第二部扶叉，調(diào)用DclSingleton()構(gòu)造方法初始化變量勿锅；第三步將instance對(duì)象指向JVM分配的內(nèi)存空間；JVM的缺點(diǎn)：在即時(shí)編譯器中枣氧，存在指令重排序的優(yōu)化粱甫，即以上三步不一定會(huì)按照順序執(zhí)行，就會(huì)造成線程不安全作瞄。
優(yōu)化：給instance的聲明加上volatile關(guān)鍵字茶宵，volatile能保證線程在本地不會(huì)存有instance的副本，而是每次都到內(nèi)存中讀取宗挥。即禁止JVM的指令重排序優(yōu)化乌庶。即按照原本的步驟。把instance聲明為volatile之后契耿，對(duì)它的寫操作就會(huì)有一個(gè)內(nèi)存屏障瞒大，這樣，在它的賦值完成之前搪桂，就不會(huì)調(diào)用讀操作透敌。
注意：volatile阻止的不是instance = new DclSingleton();這句話內(nèi)部的指令排序，而是保證了在一個(gè)寫操作完成之前踢械，不會(huì)調(diào)用讀操作（if(instance == null)）
public class DclSingleton {
private static volatile DclSingleton instance = null;
private DclSingleton(){
}
public static DclSingleton getInstance(){
//避免不必要的同步
if(instance == null){
//同步
synchronized (DclSingleton.class) {
//在第一次調(diào)用時(shí)初始化
if(instance == null){
instance = new DclSingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
五酗电、靜態(tài)內(nèi)部類
JVM提供了同步控制功能：static final，利用JVM進(jìn)行類加載的時(shí)候保證數(shù)據(jù)同步内列。
在內(nèi)部類中創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例撵术，只要應(yīng)用中不使用內(nèi)部類，JVM就不會(huì)去加載該類话瞧，就不會(huì)創(chuàng)建我們要?jiǎng)?chuàng)建的單例對(duì)象嫩与，
public class StaticInnerSingleton {
private StaticInnerSingleton(){
}
/**
* 在第一次加載StaticInnerSingleton時(shí)不會(huì)初始化instance，
* 只在第一次調(diào)用了getInstance方法時(shí)交排，JVM才會(huì)加載StaticInnerSingleton并初始化instance
* @return
*/
public static StaticInnerSingleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
//靜態(tài)內(nèi)部類
private static class SingletonHolder{
private static final StaticInnerSingleton instance = new StaticInnerSingleton();
}
}
優(yōu)點(diǎn)：JVM本身機(jī)制保證了線程安全划滋，沒(méi)有性能缺陷。
六埃篓、枚舉
public enum EnumSingleton {
//定義一個(gè)枚舉的元素处坪，它就是Singleton的一個(gè)實(shí)例
INSTANCE;
public void doSomething(){
}
}
優(yōu)點(diǎn)：寫法簡(jiǎn)單，線程安全
注意：如果在枚舉類中有其他實(shí)例方法或?qū)嵗兞浚仨毚_保是線程安全的稻薇。
