寂然解读设计模式 - 单例模式（下）

I walk very slowly, but I never walk backwards

设计模式 - 单例模式（下）

寂然

大家好~，我是寂然，本节课呢，我们接着来聊单例模式，本节课的重点是单例模式最后两种写法，静态内部类和枚举，接着带大家阅读JDK源码中单例模式的应用，以及对单例模式的注意事项进行总结，那我们启程吧

静态内部类

通过静态内部类，同样可以实现单例模式，首先大家要对静态内部类有了解，用static修饰的内部类，称为静态内部类，我们先编写代码，验证其正确性，然后对静态内部类的写法进行分析，示例代码如下：

// 单例模式 - 静态内部类
class Singleton{

    private Singleton(){

    }

    private static class SingletonInstance {

        public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    }

    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

public class InnerClassDemo {
    public static void main(String[] args) {

        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

写法分析

静态内部类的特点是，当Singleton类进行类加载的时候，静态内部类是不会被加载的

当调用Singleton类的 getInstance() 方法，用到了 SingletonInstance 的静态变量的时候，会导致静态内部类SingletonInstance 进行类加载，当然类加载的过程中，线程是安全的，所以这种写法不会出现线程安全问题

这种方式采用类加载的机制来保证初始化实例时只有一个线程，类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM 帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的，避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率也较高，所以这种方式也是推荐使用的

枚举方式

通过枚举的方式，其实也可以实现单例模式，这是单例模式的第八种写法，示例代码如下

//单例模式 - 枚举方式
enum Singleton{

    INSTANCE; //属性

    public void method(){
        System.out.println("实例方法的打印");
    }
}

public class EnumDemo {
    public static void main(String[] args) {

        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance == instance1);
        instance.method();
    }
}

写法分析

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，在实际开发中，同样推荐使用这种方式

JDK源码分析

JDK 中，java.lang.Runtime 就是经典的饿汉式单例模式，我们写一段测试代码，然后进行源码分析

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        //得到一些系统信息
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        int processors = runtime.availableProcessors();
        long freeMemory = runtime.freeMemory();
        long maxMemory = runtime.maxMemory();

        System.out.println("freeMemory " + freeMemory); //空闲内存
        System.out.println("maxMemory " + maxMemory);   //最大内存
        System.out.println("processors " + processors);  //处理器个数
   
    }
}

通过源码大家可以看到，Runtime 就是经典的饿汉式写法，首先Runtime类 java 中肯定会用到，不存在浪费，其次，饿汉式的写法，类的加载过程中创建对象，避免了线程安全问题

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    /**
     * Returns the runtime object associated with the current Java application.
     * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance
     * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
     *
     * @return  the <code>Runtime</code> object associated with the current
     *          Java application.
     */
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }

    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}

注意事项

1，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

2，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)
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）

下节预告

OK，到这里，单例模式就正式完结了，我们从单例模式的八种写法入手，对每一种进行利弊分析，着重讲解了双重检查机制，最后，我们看了JDK源码中单例模式的使用，以及给大家强调了单例模式的注意事项，涉及的内容相对比较完整全面，下一节，我们进入第二个设计模式 - 工厂模式的学习，最后，希望大家在学习的过程中，能够感觉到设计模式的有趣之处，高效而愉快的学习，那我们下期见~