单例模式

java设计模式-单例模式

@(JAVA设计模式)

作为对象的创建模式,单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。

单例模式是java设计之中最简单的设计模式之一。
==单利模式==属于==创建型==模式,其提供了创建对象的是最佳方法。

单例模式核心:

  • 单例类==只能有一个实例==
  • 单例类必须自己创建自己的唯一实例
  • 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

单例模式介绍:

  • 意图:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
  • 主要解决:一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
  • 何时使用:当您想控制实例数目,节省系统资源的时候。
  • 如何解决:判断系统是否已经有这个单例,如果有则返回,如果没有则创建。
  • 关键代码:构造函数是私有的。

优点

  1. 在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。
  2. 避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。

缺点

  1. 没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突
  2. 一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。

何时使用单例模式?

  1. 要求生产唯一序列号。
  2. WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。
  3. 创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。

饿汉式单例类:

又何为饿?饿者,饥不择食;但凡有食,必急食之。
此处同义:在加载类的时候就会创建类的单例,并保存在类中。

该模式的特点是类一旦加载就创建一个单例,保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了。

实例:使用懒汉模式模拟产生总统对象。
分析:总统只能为一人,所以适用于懒汉模式(单例模式)。

package 单例模式.饿汉式;

/**
 * @author HP
 */
public class EHanShi {
    /**将构造方法私有化,不允许外部直接创建对象*/
    private EHanShi(){}

    /**创建类的唯一实例,使用private static进行修饰*/
    private static EHanShi instance=new EHanShi();

    /**提供一个用于获取实例的方法,使用public static 修饰*/
    public static EHanShi getInstance(){
        return instance;
    }

    public void ShowMessage(){
        System.out.println("饿汉模式");
    }

    public static class getInstance extends EHanShi {

    }
}

饿汉式是:类在被加载的时候,静态变量会被初始化,而且类的私有化构造子类会被调用,在此刻单例类的唯一实例被创建出来。

(⊙o⊙)…………

饿汉模式是在开始很饿迫不及待的想吃到东西,所以创建实例的时候比较着急,于是就在装载类的时候就创建了对象实例。
==private static EHanShi instance=new EHanShi();==

饿汉模式就是典型的以==空间==来交换==时间==的思想,当类在装载的时候就创建类的实例,不用在乎后期是否需要使用,先创建,然后每次调用的时候就不需要判断,节省了运行时间。即:牺牲空间来换取运行时间。

懒汉式单例类:

懒汉式:实现了对静态工厂方法使用了同步化,用来处理多线程环境。

懒汉懒汉,以懒惰为前提,可以拖后的事情一定不想先搞。所以懒汉模式就是在创建对象实例的时候不用着急创建,一直到需要使用对象实例的时候才开始创建,总归为“懒”。

如下:

private static Layz instance=null;

懒汉模式是典型的用时间换取空间的思想
在每次获取实例的时候判断是否需要创建实例对象,所以浪费的时间是用于判断。当无人使用实例对象的时候,便可以不用创建,节约内存空间。

懒汉式的实现相较于饿汉式是线程安全的,但会造成整体的访问速度降低,判断次数过多。

package 单例模式.懒汉式;

public class Lazy{
    /**1.将构造方式私有化,不允许外边直接创建对象*/
    private Lazy(){
        System.out.println("产生一个总统");
    }
    /**2.声明类的唯一实例,使用private static修饰*/
    private static Lazy instance=null;

    /**3.提供一个用于获取实例的方法,使用public static修饰*/
    public static Lazy getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Lazy();
        }
        else{
            System.out.println("已经有一个总统,不能产生新总统!");
        }
        return instance;
    }
    public void getName(){
        System.out.println("我是美国总统");
    }

    /**优化 进程同步*/
    public static synchronized Lazy getInstance1(){
        if (instance==null){
            instance=new Lazy();
        }
        else
        {
            System.out.println("已经有一个总统,不能产生新总统!");
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式优化:

双重检查加锁
并不是每次进入getInstance方法都需要同步,而是先不同步,进入方法后,先检查实例是否存在,如果不存在才进行下面的同步块,这是第一重检查,进入同步块过后,再次检查实例是否存在,如果不存在,就在同步的情况下创建一个实例,这是第二重检查。这样一来,就只需要同步一次了,从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。



public class EHanShi1 {
    private volatile static EHanShi1 instance = null;
    private EHanShi1(){}
    public static EHanShi1 getInstance(){
        //先检查实例是否存在,如果不存在才进入下面的同步块
        if(instance == null){
            //同步块,线程安全的创建实例
            synchronized (EHanShi1.class) {
                //再次检查实例是否存在,如果不存在才真正的创建实例
                if(instance == null){
                    instance = new EHanShi1();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

==volatile==,它的意思是:被volatile修饰的变量的值,将不会被本地线程缓存,所有对该变量的读写都是直接操作共享内存,从而确保多个线程能正确的处理该变量。


文章制作:瑾墨
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