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Java单例模式的实现方式


 

   

  一、什么是单例模式

  单例:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

  单例模式是一种常用的软件设计模式之一,其目的是保证整个应用中只存在类的唯一个实例。

  比如我们在系统启动时,需要加载一些公共的配置信息,对整个应用程序的整个生命周期中都可见且唯一,这时需要设计成单例模式。如:spring容器,session工厂,缓存,数据库连接池等等。

  二、如何保证实例的唯一

  1)防止外部初始化

  2)由类本身进行实例化

  3)保证实例化一次

  4)对外提供获取实例的方法

  5)线程安全

  三、几种单利模式的比较

  (1)饿汉式

  “因为饿,所以要立即吃饭,刻不容缓”,在定义类的静态私有变量同时进行实例化。

  public class Singleton {

  private static final Singleton singleton = new Singleton();

  private Singleton() {

  }

  public static Singleton getInstance() {

  return singleton;

  }

  }

  ①声明静态私有类变量,且立即实例化,保证实例化一次

  ②私有构造,防止外部实例化(通过反射是可以实例化的,不考虑此种情况)

  ③提供public的getInstance()方法供外部获取单例实例

  好处:线程安全;获取实例速度快 缺点:类加载即初始化实例,内存浪费

  (2)懒汉式

  “这个人比较懒,等用着你的时候才去实例化”,延迟加载。

  public class Singleton {

  private static Singleton singleton = null;

  private Singleton() {

  }

  public static Singleton getInstance() {

  if (singleton == null) {

  singleton = new Singleton();

  }

  return singleton;

  }

  }

  优点:在获取实例的方法中,进行实例的初始化,节省系统资源

  缺点:①如果获取实例时,初始化工作较多,加载速度会变慢,影响系统系能

  ②每次获取实例都要进行非空检查,系统开销大

  ③非线程安全,当多个线程同时访问getInstance()时,可能会产生多个实例

  接下来对它进行线程安全改造:

  1)同步锁

  public synchronized static Singleton getInstance() {

  if (singleton == null) {

  singleton = new Singleton();

  }

  return singleton;

  }

  优点:线程安全,缺点:每次获取实例都要加锁,耗费资源,其实只要实例已经生成,以后获取就不需要再锁了

  2)双重检查锁

  public static Singleton getInstance() {

  if (singleton == null) {

  synchronized (Singleton.class) {

  if (singleton == null) {

  singleton = new Singleton();

  }

  }

  }

  return singleton;

  }

  优点:线程安全,进行双重检查,保证只在实例未初始化前进行同步,效率高 缺点:还是实例非空判断,耗费一定资源

  3)静态内部类

  public class Singleton {

  private Singleton() {

  }

  private static class SingletonHolder {

  private static final Singleton singleton = new Singleton();

  }

  public static Singleton getInstance() {

  return SingletonHolder.singleton;

  }

  }

  优点:既避免了同步带来的性能损耗,又能够延迟加载

  (3)枚举

  public enum Singleton {

  INSTANCE;

  public void init() {

  System.out.println("资源初始化。。。");

  }

  }

  天然线程安全,可防止反射生成实例。

  四、单例模式的优缺点

  优点:该类只存在一个实例,节省系统资源;对于需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能。

  缺点:不能外部实例化(new),调用人员不清楚调用哪个方法获取实例时会感到迷惑,尤其当看不到源代码时。