• Java23种设计模式之单例模式


    一、单例模式简介

      单例模式是Java设计模式中常见的一种模式。主要分为懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例;

      单例模式的特点:  1、单例类只能有一个实例;  2、单例类必须自己创建自己的唯一的实例; 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例;

    二、饿汉式单例 

    public class SingleTonModel {
    
        private SingleTonModel(){}
        private static final SingleTonModel singt=new SingleTonModel();
        
        public static SingleTonModel getInstance(){
            return singt;
        }
    }

       饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变,所以天生是线程安全的。

    三、懒汉式单例

      简单的例子:

    public class SingleTonModel {
    
        private SingleTonModel(){}
        private static  SingleTonModel singt=null;
        
        public static SingleTonModel getInstance(){
            if(singt==null){
                singt=new SingleTonModel();
            }
            return singt;
        }
    }
    Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。

    (事实上,通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的,那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论,姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。)

    但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题,它是线程不安全的,并发环境下很可能出现多个Singleton实例,要实现线程安全,有以下三种方式,都是对getInstance这个方法改造,保证了懒汉式单例的线程安全:(课外知识可以了解线程安全)

      改造一:在静态方法上添加关键词:synchronized,进行同步

    public class SingleTonModel {
    
        private SingleTonModel(){}
        private static  SingleTonModel singt=null;
        
        public static synchronized SingleTonModel getInstance(){
            if(singt==null){
                singt=new SingleTonModel();
            }
            return singt;
        }
    }

      虽然通过同步保障了线程安全,但是每次都要同步,会影响性能,毕竟99%的情况下是不需要同步的。

    改造二:在判断不存在实例时才进行同步

    public class SingleTonModel {
    
        private SingleTonModel(){}
        private static  SingleTonModel singt=null;
        
        public static  SingleTonModel getInstance(){
            if(singt==null){
                synchronized(SingleTonModel.class){
                    if(singt==null){
                        singt=new SingleTonModel();
                    }
                }
            }
            return singt;
        }
    }

      在getInstance中做了两次null检查,确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步,这样也是线程安全的,同时避免了每次都同步的性能损耗。

    改造三:添加内部静态类

    public class SingleTonModel {
    
        private SingleTonModel(){}
        
        private static class lanSingleton{
            private static final SingleTonModel singt=new SingleTonModel();
        }
        
        public static final SingleTonModel getInstance(){
            return lanSingleton.singt;
        }
    }

    利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程,所以也是线程安全的,同时没有性能损耗,所以一般我倾向于使用这一种。

    四、登记式单例(很少用)

    /类似Spring里面的方法,将类名注册,下次从里面直接获取。  
    public class Singleton3 {  
        private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();  
        static{  
            Singleton3 single = new Singleton3();  
            map.put(single.getClass().getName(), single);  
        }  
        //保护的默认构造子  
        protected Singleton3(){}  
        //静态工厂方法,返还此类惟一的实例  
        public static Singleton3 getInstance(String name) {  
            if(name == null) {  
                name = Singleton3.class.getName();  
                System.out.println("name == null"+"--->name="+name);  
            }  
            if(map.get(name) == null) {  
                try {  
                    map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());  
                } catch (InstantiationException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                } catch (IllegalAccessException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                } catch (ClassNotFoundException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
            return map.get(name);  
        }  
        //一个示意性的商业方法  
        public String about() {      
            return "Hello, I am RegSingleton.";      
        }      
        public static void main(String[] args) {  
            Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);  
            System.out.println(single3.about());  
        }  
    }  

      登记式单例实际上维护了一组单例类的实例,将这些实例存放在一个Map(登记薄)中,对于已经登记过的实例,则从Map直接返回,对于没有登记的,则先登记,然后返回。 

    课外小知识:

      1、什么是线程安全

      如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。

      或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作,或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题,那就是线程安全的。

      

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/renxiaoren/p/5238424.html
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