一吐辙、介紹宣决,定義
單例對(duì)象的類必須保證只有一個(gè)實(shí)例存在。許多時(shí)候系統(tǒng)只需要擁有一個(gè)全局對(duì)象昏苏,這樣有利于我們協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)整體行為尊沸。如ImageLoader實(shí)例威沫,包含線程池、緩存系統(tǒng)洼专、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等棒掠,很耗資源,沒(méi)有理由讓他構(gòu)造很多實(shí)例壶熏。
二句柠、使用場(chǎng)景
確保某個(gè)類有且只有一個(gè)對(duì)象的場(chǎng)景,避免產(chǎn)生多個(gè)對(duì)象小號(hào)過(guò)多的資源棒假,或者某種類型的對(duì)象只應(yīng)該有且只有一個(gè)。比如訪問(wèn)IO和數(shù)據(jù)庫(kù)等資源時(shí)就應(yīng)考慮使用單例模式精盅。
三帽哑、單例模式UML類圖
Client---高層客戶端
Singleton---單例類
實(shí)現(xiàn)單例類有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):
1、構(gòu)造函數(shù)不對(duì)外開(kāi)放叹俏,一般為Private妻枕;(客戶端不能通過(guò)new的形式手動(dòng)構(gòu)造單例對(duì)象)
2、通過(guò)一個(gè)靜態(tài)方法或者枚舉類型返回單例類對(duì)象粘驰;
3屡谐、確保單例類的對(duì)象有且僅有一個(gè),尤其是在多線程環(huán)境下蝌数;
4愕掏、確保單例類對(duì)象在反序列化時(shí)不會(huì)重新構(gòu)建對(duì)象。
四顶伞、一個(gè)簡(jiǎn)單示例(餓漢模式---聲明對(duì)象時(shí)就已經(jīng)初始化)
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton()饵撑;
//構(gòu)造函數(shù)私有
private Singleton(){};
//公有靜態(tài)函數(shù),對(duì)外暴露獲取單例對(duì)象的接口
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
五唆貌、單例模式的其他實(shí)現(xiàn)方式
5.1懶漢模式---用戶第一次調(diào)用getInstance時(shí)進(jìn)行初始化
public class Singleton {
private static Singleton instance 滑潘;
private Singleton(){};
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
getInstance()方法中添加了synchonized關(guān)鍵字,也就是變成了同步方法锨咙,在多線程下保證單例對(duì)象唯一性的手段语卤。
優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)卫挥性谑褂脮r(shí)才會(huì)被實(shí)例化。
缺點(diǎn):第一次加載時(shí)要及時(shí)進(jìn)行實(shí)例化酪刀;每次調(diào)用getInstance()都進(jìn)行同步粹舵,造成不必要的開(kāi)銷,這種模式一般不建議使用蓖宦。
5.2Double Check Lock(DCL)實(shí)現(xiàn)單例
public class Singleton {
private static Singleton instance =null齐婴;
private Singleton(){};
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance == null){
synchonized(Singleton.class){
if(instance== null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
第一次判空是為了避免不必要的同步,第二次判空是為了在null情況下創(chuàng)建實(shí)例稠茂。分析:
instance = new Singleton(); 一句代碼分為三步操作:
1給Singleton實(shí)例分配內(nèi)存柠偶;
2調(diào)用Singleton()構(gòu)造函數(shù)情妖,初始化成員字段;
3將instance對(duì)象指向分配的內(nèi)存空間(此時(shí)instance就不是null了)诱担。
但由于Java編譯器允許處理器亂序執(zhí)行毡证,以及JDK1.5之前JMM(java memory model 即java內(nèi)存模型)中cache,寄存器到主內(nèi)存會(huì)寫順序的規(guī)定蔫仙,上面可以使1-2-3或1-3-2料睛,如果是后者,在3執(zhí)行完摇邦,2未執(zhí)行之前恤煞,切換到線程B上,instance已經(jīng)是非空了施籍,B直接取走instance居扒,使用時(shí)就會(huì)出錯(cuò),這就是DCL失效問(wèn)題丑慎,而且難以追蹤可能會(huì)隱藏很久喜喂。
JDK1.5之后,SUN調(diào)整了JVM竿裂,具體化了volatile關(guān)鍵字玉吁,只要改為:
private volatile static Singleton instance =null;
即可保證instance對(duì)象每次都是從主內(nèi)存中讀取腻异,就可以使用DCL寫法來(lái)完成單例模式进副。當(dāng)然volatile也會(huì)影響性能,但值得捂掰。
5.3靜態(tài)內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)單例模式
DCL還是在某些情況下出現(xiàn)失效問(wèn)題敢会。被稱為雙重檢查鎖定(DCL)失效,在《Java并發(fā)編程實(shí)踐》中談到這個(gè)問(wèn)題这嚣,并指出這種優(yōu)化是丑陋的鸥昏,不贊成使用,而建議用以下替代姐帚。
public class Singleton{
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.sInstance;
}
//靜態(tài)內(nèi)部類
private static class SingletonHolder{
private static final Singleton sInstance = new Singleton();
}
}
使用靜態(tài)內(nèi)部類能保證線程安全的原因:
1由于內(nèi)部靜態(tài)類只會(huì)被加載一次吏垮,故該實(shí)現(xiàn)方式是線程安全的
2類加載的初始化階段是單線程的
當(dāng)?shù)谝淮渭虞dSingleton類時(shí)不會(huì)初始化instance,只有調(diào)用時(shí)才會(huì)初始化罐旗。因?yàn)榈谝淮握{(diào)用getInstance方法會(huì)導(dǎo)致虛擬機(jī)加載SingletonHolder類膳汪,這種方式不僅能確保線程安全,也能保證唯一性九秀,同時(shí)也延遲了單例的實(shí)例化遗嗽,所以這是推薦的單例模式實(shí)現(xiàn)方式。
5.4枚舉實(shí)現(xiàn)單例模式
public enum SingletonEnum{
INSTANCE;
public void doSomeThing(){
System.out.println("do sth.");
}
}
一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用demo
5.5使用容器實(shí)現(xiàn)單例
public class SingletonManager {
private static Map<String,Object> map=new HashMap<String, Object>();
private SingletonManager(){}
public static void registerService(String key,Object instance){
if (!map.containsKey(key)){
map.put(key,instance);
}
}
public static Object getService(String key){
return map.get(key);
}
}
在程序的初始化鼓蜒,將多個(gè)單例類型注入到一個(gè)統(tǒng)一管理的類中痹换,使用時(shí)通過(guò)key來(lái)獲取對(duì)應(yīng)類型的對(duì)象征字,這種方式使得我們可以管理多種類型的單例,并且在使用時(shí)可以通過(guò)統(tǒng)一的接口進(jìn)行操作娇豫。
注意:?jiǎn)卫J揭话銢](méi)有接口匙姜,如果要修改,只能修改代碼冯痢,很難擴(kuò)展氮昧;如果持有Context容易內(nèi)存泄漏,所以最好為ApplicationContext浦楣。