概念:
Java中的单例模式是一种常见的设计模式,单例模式的写法有好几种,主要有以下三种:懒汉单例,饿汉式单例,登记式单例。
单例模式有以下特点:
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实例;
3.单列类必须给其他对象提供这一实例。
单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例话并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中,线程池,缓存,日志对象,对话框,打印机,显卡驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机,但只能有一个printer Spooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口,系统应当集中管理这些通信端口,避免通信端口同时被两个请求同时调用。总之,选择单例模式就是为了避免不一致状态,避免政出多头。
一、懒汉单列
package com.singleton.lazy;
//懒汉模式
public class SingletonLazy {
private SingletonLazy(){}
private static SingletonLazy single = null;
//静态方法
public static SingletonLazy getInstance(){
if(single == null){
single = new SingletonLazy();
}
return single;
}
}
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,如果你第一次接触单例模式,对线程安全不是很了解,可以先跳过下面这三小条,去看饿汉式单例,等看完后面再回头考虑线程安全的问题:
//待补充
二、饿汉单例模式
package com.singleton.hungry;
//饿汉模式
public class SingletonHungry {
private SingletonHungry(){
}
private static final SingletonHungry single = new SingletonHungry();
//静态工厂方法
public static SingletonHungry getInstance(){
return single;
}
}
饿汉式单例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,所以天生式线程安全的。
三、登记式单例模式
//待补充
饿汉式和懒汉式的区别:
从名字上来说,饿汉和懒汉,
饿汉就是在类一旦加载,就把单例初始化完成,保证getInstance的时候,单列是已经存在的了。
而懒汉比较懒,只有当调用getInstance的时候,才会初始化这个单例。
另外从以下两点再区分这两种方式:
1.线程安全:
饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题,
懒汉式本身式线程不安全的,为了实现线程安全有3种写法。
2.资源加载和性能:
饿汉式在类创建的同时就实例化了一个静态对象出来,不管之后会不会使用这个单例,都会占据一定的内存,但相应的,在第一次调用时速度也会更快,因为其资源已经初始化完成。
而懒汉式顾名思义,会延迟加载,在第一次使用该单例的时候才会实例话对象出来,第一次调用时要做初始化,如果要做的工作比较多,性能上会有些延迟,之后就和懒汉式一样了。
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。
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。