【单例模式】最应该掌握的设计模式

单例模式是应用最广的模式之一。单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个全局对象,这样有利于我们协调系统整体行为。确保某个类有且只有一个对象的场景,避免产生多个对象消耗过多的资源,或者某种类型的对象只应该有且只有一个,例如,创建一个对象小号的资源过多,如要访问IO和数据库等资源,这时就要考虑使用单例模式。

<h4>实现单例对象的关键主要有:</h4>

  1. 构造函数不对外开放,一般为Private
  2. 通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象(暴露对象)
  3. 确保单例对象有且只有一个,尤其是多线程环境

<h4>优缺点:</h4>
优点:单例模式在内存中只有一个实例,减少内存开支
减少了系统的性能开销
避免对资源的多重占用
系统设置全局的访问点,优化和共享资源访问

缺点:单例模式没有借口,扩展很困难,除了修改代码基本没有第二种实现
在Android中如果单例对象持有Context,则很容易引发内存泄漏,此时需要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context

<h4>如何实现单例模式:</h4>

  1. 懒汉模式
    <pre>
    /**
  • Created by Administrator on 2016/12/7.

  • 懒汉模式

  • 保证同步在线程安全的情况下获取实例对象,优点在使用的时候才会被实例化,在一定程度上解决了资源;缺点是第一次加载时,需要及时进行实例化,反应稍慢

  • 每一次调用newInstance的时候都会进行一次同步,这样会消耗不必要的资源+
    */
    public class Singleton {
    static Singleton singleton = null;

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton newsInstance() {
    if (singleton == null) {
    singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
    }
    }
    </pre>

  1. DCL模式
    <pre>
    /**
    Created by Administrator on 2016/12/7.
    双重认证单例模式 资源利用率高
    既能够在需要的时候才初始化单例,又能够保证线程安全,而且单例对象初始化后调用newInstance不进行同步锁
    该方法在newInstance中对singleDcl对象进行了两次判空:1.主要为了不必要的同步 2.为了在null的情况下创建实例
    */
    public class SingleDcl {
    private static SingleDcl singleDcl;

    private SingleDcl() {

    }

    public static SingleDcl newsInstance() {
    if (singleDcl == null) {
    synchronized (SingleDcl.class) {
    if (singleDcl == null) {
    singleDcl = new SingleDcl();
    }
    }
    }
    return singleDcl;
    }
    }
    </pre>

  2. 内部类模式
    <pre>
    /**
    *Created by Administrator on 2016/12/7.
    *内部类
    *当第一次加载SingleClass类时并不会初始化sInstance,只有在第一次调用SingleClass的newInstance的时才会导致singleClass被初始化
    *因此,第一次调用newInstance方法会导致虚拟机加载SingleClassHolder,这种方式不仅能够确保线程安全,也能够保证单例对象的唯一性,同时
    *也延迟了单例的实例化,所以这是推荐使用的单例模式实现方式
    */
    public class SingleClass {
    private SingleClass() {
    }
    public static SingleClass newInstance(){
    return SingleClassHolder.singleClass;
    }
    private static class SingleClassHolder{
    private static SingleClass singleClass = new SingleClass();
    }
    }
    </pre>

  3. 枚举
    <pre>
    /**
    *Created by Administrator on 2016/12/7.
    *枚举类型
    *最简单的单例模式实现方法!枚举在Java中与普通的类是一样的,不仅能够有字段,还能够有自己的方法,最重要的是默认枚举实例的创建是线程安全的,并且在
    *任何情况下它都是一个单例。
    *<p/>
    *其他类在java反序列化的时候,都会调用readResolve方法,创建新的子类,如果想避免,可以在
    *private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
    *return sInstance;//返回单例对象
    *}
    */
    public enum SingleEnum {
    INSTANCE;
    public void getInstance() {
    }
    }
    </pre>

  4. 管理器
    <pre>
    /**
    *Created by Administrator on 2016/12/7.
    *单例管理器,隐藏了代码实现,减少耦合度
    *在程序的初始,将多种单例类型注入到一个统一的管理类中,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例,并且在使用
    *时可以通过统一的接口进行获取操作,降低了用户的使用成本,也对用户隐藏了具体实现,降低了耦合度
    */
    public class SingleManager {
    private static Map<String, Object> objmaps = new HashMap<String, Object>();
    public static void registerService(String key, Object object) {
    if (!objmaps.containsKey(key)) {
    objmaps.put(key, object);
    }
    }
    public static Object getService(String key) {
    return objmaps.get(key);
    }
    }
    </pre>

不管以哪种形式实现单例模式,他们的核心原理都是将构造函数私有化,并且通过静态方法获取一个唯一的实例,在这个获取的过程中必须保证线程安全,放置反序列化导致重新生成实例对象等问题。
选择哪种实现方法取决于项目本身,是否复杂的并发环境,JDK版本,单例对象的资源消耗等。
单例模式是运用频率很高的模式,但是,由于在客户端通常没有高并发的情况,因此,选择哪种实现方式不会有太大影响。

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