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Java设计模式单例模式详解


 

   

  单例设计模式

  Singleton是一种创建型模式,指某个类采用Singleton模式,则在这个类被创建后,只可能产生一个实例供外部访问,并且提供一个全局的访问点。

  核心知识点如下:

  (1) 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化(采用private修饰)。

  (2) 在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static类型。

  (3) 定义一个静态方法返回该类的实例。

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  /**

  * 方法一

  * 单例模式的实现:饿汉式,线程安全 但效率比较低

  */

  public class SingletonTest {

  // 定义一个私有的构造方法

  private SingletonTest() {

  }

  // 将自身的实例对象设置为一个属性,并加上Static和final修饰符

  private static final SingletonTest instance = new SingletonTest();

  // 静态方法返回该类的实例

  public static SingletonTest getInstancei() {

  return instance;

  }

  }

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  方法一就是传说的中的饿汉模式

  优点是:写起来比较简单,而且不存在多线程同步问题,避免了synchronized所造成的性能问题;

  缺点是:当类SingletonTest被加载的时候,会初始化static的instance,静态变量被创建并分配内存空间,从这以后,这个static的instance对象便一直占着这段内存(即便你还没有用到这个实例),当类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存。

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  /**

  *方法二

  * 单例模式的实现:饱汉式,非线程安全

  *

  */

  public class SingletonTest {

  // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)

  private SingletonTest() {

  }

  // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)

  private static SingletonTest instance;

  // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,但是多线程访问时,可能造成重复初始化问题)

  public static SingletonTest getInstance() {

  if (instance == null)

  instance = new SingletonTest();

  return instance;

  }

  }

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  方法二就是传说的中的饱汉模式

  优点是:写起来比较简单,当类SingletonTest被加载的时候,静态变量static的instance未被创建并分配内存空间,当getInstance方法第一次被调用时,初始化instance变量,并分配内存,因此在某些特定条件下会节约了内存;

  缺点是:并发环境下很可能出现多个SingletonTest实例。

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  /**

  *方法三

  * 单例模式的实现:饱汉式,线程安全简单实现

  *

  */

  public class SingletonTest {

  // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)

  private SingletonTest() {

  }

  // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)

  private static SingletonTest instance;

  // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,使用synchronized 避免多线程访问时,可能造成重的复初始化问题)

  public static synchronized SingletonTest getInstance() {

  if (instance == null)

  instance = new SingletonTest();

  return instance;

  }

  }

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  方法三为方法二的简单优化

  优点是:使用synchronized关键字避免多线程访问时,出现多个SingletonTest实例。

  缺点是:同步方法频繁调用时,效率略低。

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  /**

  * 方法四

  * 单例模式最优方案

  * 线程安全 并且效率高

  *

  */

  public class SingletonTest {

  // 定义一个私有构造方法

  private SingletonTest() {

  }

  //定义一个静态私有变量(不初始化,不使用final关键字,使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性,避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时,被另外线程调用)

  private static volatile SingletonTest instance;

  //定义一个共有的静态方法,返回该类型实例

  public static SingletonTest getIstance() {

  // 对象实例化时与否判断(不使用同步代码块,instance不等于null时,直接返回对象,提高运行效率)

  if (instance == null) {

  //同步代码块(对象未初始化时,使用同步代码块,保证多线程访问时对象在第一次创建后,不再重复被创建)

  synchronized (SingletonTest.class) {

  //未初始化,则初始instance变量

  if (instance == null) {

  instance = new SingletonTest();

  }

  }

  }

  return instance;

  }

  }

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  方法四为单例模式的最佳实现。内存占用地,效率高,线程安全,多线程操作原子性。

  (事实上,可以通过Java反射机制来实例化private类型的构造方法,此时基本上会使所有的Java单例实现失效。本帖不讨论反射情况下问题,默认无反射,也是常见的面试已经应用场景)