4.设计模式-单列模式
衣带渐宽终不悔。为伊消得人憔悴。
——柳永《蝶恋花》
单列模式
- 所谓类的单例设计模式,就是 采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,
并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。- 比如 Hibernate 的 SessionFactory,它充当数据存储源的代理,并负责创建 Session 对象。SessionFactory 并不是轻量级的,一般情况下,一个项目通常只需要一个 SessionFactory 就够,这是就会使用到单例模式。
1. 单例模式在 JDK 源码中的应用
1 | /** |
2. 单例设计模式七种方式
- 饿汉式( 静态常量)
- 饿汉式(静态代码块)
- 懒汉式(线程不安全)
- 懒汉式(线程安全,同步方法)
- 双重检查
- 静态内部类
- 枚举
一、饿汉式( 静态常量)☆
优缺点说明
- 优点:这种写法比较简单,就是在
类装载的时候就完成实例化
。避免了线程同步问题。- 缺点:在类装载的时候就完成实例化,没有达到
Lazy Loading
的效果。如果从始至终从未使用过这个实例,则
会造成内存的浪费。- 这种方式基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题(
可以查看ClassLoader.loadClass()源码得知
),不过,instance 在类装载时就实例化,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法,但是导致类装载的原因有很多种,因此不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 就没有达到 lazy loading 的效果。结论:
- 这种单例模式可用,
可能
造成内存浪费,并且java.lang.Runtime
中就是使用此种方法。
1 | // 饿汉式(静态变量) |
二、饿汉式(静态代码块)☆
优缺点说明:
- 这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执
行静态代码块中的代码,初始化类的实例。- 优缺点和上面是一样的。
结论:
- 这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
1 | // 饿汉式(静态变量) |
三、懒汉式(线程不安全,单线程模式下可以使用)
优缺点说明
- 起到了 Lazy Loading 的效果,但是只能在单线程下使用。
- 如果在多线程下,一个线程进入了
if (singleton == null)
判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会 产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。结论:
- 在实际开发中, 不要使用这种方式.
1 | class Singleton { |
四、懒汉式(线程安全,同步方法)
优缺点说明:
- 解决了 线程安全问题
效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行 getInstance()方法都要进行同步。
而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接 return 就行了。 方法进行同步效率太低。结论:
- 在实际开发中, 不推荐使用这种方式。
1 | // 懒汉式(线程安全,同步方法) |
五、双重检查☆
优缺点说明:
- Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两次
if (singleton == null)
检查,这样就可以保证线程安全了。- 这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断
if (singleton == null)
,直接 return 实例化对象,也避免的反复进行方法同步。- 线程安全; 延迟加载; 效率较高
结论:
- 在实际开发中推荐使用。
1 |
|
六、静态内部类
tips:
- 内部类不能定义static元素(注意不是静态内部类)
- 了解更多内部类知识…
优缺点说明:
- 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
- 静态内部类方式在 Singleton 类被装载时并不会立即实例化,而是在需要实例化时,调用 getInstance 方法,才
会装载 SingletonInstance 类,从而完成 Singleton 的实例化。- 优点: 避免了线程不安全,利用 静态内部类特点实现延迟加载,效率高。
- 静态内部类是如何实现懒加载的….
结论:
- 推荐使用
1 | // 静态内部类完成, 推荐使用 |
七、枚举
优缺点说明:
- 这借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建
新的对象。- 这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
结论:
- 推荐使用
1 | //使用枚举,可以实现单例, 推荐 |
3. 测试
1 |
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4. 单例模式细节说明
- 单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象,节省了系统资源,对于一些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- 当想实例化一个单例类的时候,必须要记住使用相应的获取对象的方法,而不是使用 new。
- 单例模式 使用的场景:需要 频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即:重量级
对象),但又经常用到的对象、 工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如 数据源、session 工厂等)
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