ref: 5.单例设计模式
场景需求
我们在系统设计的时候,出于对性能或安全性等多种因素考虑,有些对象我们只需要一个。可能是全局只需要一个,也可能是整个系统只需要一个,比如系统的配置文件。工具类,线程池,日志对象等等。这个时候就需要用到单例模式了。
设计特点
单例类确保自己只有一个实例。
单例类必须自己创建自己的实例。
单例类必须为其他对象提供唯一的实例。
代码实现
1 // 懒汉式 2 public class Singleton 3 { 4 //因为是懒汉所以刚开始没有创建对象,只有在获取对象的时候才去判断是否有对象,有就直接返回,否者就创建对象然后返回 5 private static Singleton m_Instance; 6 private Singleton() 7 { 8 // 将默认构造函数定义为私有,防止外部调用它实例化别的对象 9 } 10 11 public static Singleton GetInstance() 12 { 13 if (m_Instance == null) 14 { 15 m_Instance = new Singleton(); 16 } 17 return m_Instance; 18 } 19 } 20 21 // 饿汉式 22 public class Singleton 23 { 24 //因为是饿汉式 所以上来就创建了一个对象,通过静态公共方法获取实例时候,判断是否创建了实例,如果有就直接返回,否者就创建实例,然后返回。 25 private static Singleton m_Instance = new Singleton(); 26 private Singleton() 27 { 28 // 将默认构造函数定义为私有,防止外部调用它实例化别的对象 29 } 30 31 public static Singleton GetInstance() 32 { 33 return m_Instance; 34 } 35 }
相同点
1. 都有一个静态私有本类成员变量
2. 都有一个私有构造函数
3. 都有一个静态公有返回成员变量方法。
不同点
1. 饿汉式比较饿,在定义静态私有本类成员变量的时候就创建了对象;而懒汉式比较懒,在返回对象的时候进行判断,如果成员变量没有指向才创建。
优缺点
1. 懒汉模式,它的特点是运行时获得对象的速度比较慢,但加载类的时候比较快。它在整个应用的生命周期只有一部分时间在占用资源。
2. 饿汉模式,它的特点是加载类的时候比较慢,但运行时获得对象的速度比较快。它从加载到应用结束会一直占用资源。
3. 这两种模式对于初始化较快,占用资源少的轻量级对象来说,没有多大的性能差异,选择懒汉式还是饿汉式都没有问题。但是对于初始化慢,占用资源多的重量级对象来说,就会有比较明显的差别了。所以,对重量级对象应用饿汉模式,类加载时速度慢,但运行时速度快;懒汉模式则与之相反,类加载时速度快,但运行时第一次获得对象的速度慢。
4. 从用户体验的角度来说,我们应该首选饿汉模式。我们愿意等待某个程序花较长的时间初始化,却不喜欢在程序运行时等待太久,给人一种反应迟钝的感觉,所以对于有重量级对象参与的单例模式,我们推荐使用饿汉模式。
5. 而对于初始化较快的轻量级对象来说,选用哪种方法都可以。如果一个应用中使用了大量单例模式,我们就应该权衡两种方法了。轻量级对象的单例采用懒汉模式,减轻加 载 时的负担,缩短加载时间,提高加载效率;同时由于是轻量级对象,把这些对象的创建放在使用时进行,实际就是把创建单例对象所消耗的时间分摊到整个应用中去了,对于整个应用的运行效率没有太大影响。
安全性
1. 主要是网上的一些说法,懒汉式的单例模式是线程不安全的,即使是在实例化对象的方法上加synchronized关键字,也依然是危险的、懒汉式是线程安全的。
注意事项
1. 只能使用单例类提供的方法得到单例对象,不要使用反射,否则将会实例化一个新对象。
2. 不要做断开单例类对象与类中静态引用的危险操作。
3. 多线程使用单例使用共享资源时,注意线程安全问题。
4. 单例设计模式的构造方法是私有的,不要尝试去继承他们。
使用场景
1. 需要频繁实例化然后销毁的对象。
2. 创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。
3. 有状态的工具类对象。
4. 频繁访问数据库或文件的对象。
5. 其他只需要一个对象的使用场景……