文章目錄

• • 一. 基本介紹
  • 二. 單例模式的八種方式
  • • 1. 餓漢式(靜態(tài)常量)
    • 2. 餓漢式(靜態(tài)代碼塊)
    • 3. 懶漢式(線程不安全)
    • 4. 懶漢式(線程安全，同步方法)
    • 5. 懶漢式(線程安全，同步代碼塊)
    • 6. 雙重檢查
    • 7. 靜態(tài)內(nèi)部類
    • 8. 枚舉
  • 三. 單例模式在JDK應(yīng)用的源碼分析
  • 四. 單例模式注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)說明

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一. 基本介紹

采取一定的方法保證在整個(gè)的軟件系統(tǒng)中，對(duì)某個(gè)類智能存在一個(gè)對(duì)象實(shí)例，并且該類只提供一個(gè)取得其對(duì)象實(shí)例的方法(靜態(tài)方法)。
比如Hibernate的SessionFactor，他充當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)源的代理，并負(fù)責(zé)創(chuàng)建Session對(duì)象。SessionFactor并不是輕量級(jí)的，一般情況下，一個(gè)項(xiàng)目通常只需要一個(gè)SessionFactor就夠，這時(shí)就會(huì)使用到單例模式。

二. 單例模式的八種方式

• 餓漢式(靜態(tài)常量)
• 餓漢式(靜態(tài)代碼塊)
• 懶漢式(線程不安全)
• 懶漢式(線程安全，同步方法)
• 懶漢式(線程安全，同步代碼塊)
• 雙重檢查
• 靜態(tài)內(nèi)部類
• 枚舉

1. 餓漢式(靜態(tài)常量)

優(yōu)點(diǎn)：寫法簡單，就是在類裝載的時(shí)候就完成實(shí)例化。避免了線程同步問題。

缺點(diǎn)：在類裝載的時(shí)候就完成實(shí)例化，沒有達(dá)到懶加載的效果。如果從始至終都沒使用過這個(gè)實(shí)例，則會(huì)造成內(nèi)存的浪費(fèi)。

這種基于ClassLoader機(jī)制避免了多線程的同步問題，不過，instance在類裝載時(shí)就實(shí)例化，在單例模式中大多都是調(diào)用getInstance方法，但是導(dǎo)致類裝載的原因有很多種，因此不能確定有其他的方式(或其它的靜態(tài)方法)導(dǎo)致類裝載，這時(shí)候初始化instance就沒有達(dá)到懶加載的效果

結(jié)論：這種單例模式可用，可能造成內(nèi)存浪費(fèi)

package com.weirdo.principle.singleton.type1;public class SingletonTest01 {public static void main(String[] args) {//測試Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}//餓漢式(靜態(tài)變量) class Singleton {//1.構(gòu)造器私有化，外部能newprivate Singleton() {}//2.本類內(nèi)部創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例private final static Singleton instance = new Singleton();//3.提供一個(gè)公有的靜態(tài)方法，返回實(shí)例對(duì)象public static Singleton getInstance() {return instance;}}

2. 餓漢式(靜態(tài)代碼塊)

這種方式和2.1的方式類似，只不過將類實(shí)例化的過程放在了靜態(tài)代碼塊中，也是在類裝載的時(shí)候就執(zhí)行靜態(tài)代碼塊中的代碼，初始化類的實(shí)例。優(yōu)缺點(diǎn)和2.1是一樣的。

結(jié)論：這種單例模式可用，但是可能造成內(nèi)存浪費(fèi)

package com.weirdo.principle.singleton.type2;public class SingletonTest02 {public static void main(String[] args) {Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}//餓漢式(靜態(tài)變量)class Singleton {//1.構(gòu)造器私有化，外部能newprivate Singleton() {}//2.本類內(nèi)部創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例private static Singleton instance;static { // 在靜態(tài)代碼塊中，創(chuàng)建單例對(duì)象instance = new Singleton();}//3. 提供一個(gè)公有的靜態(tài)方法，返回實(shí)例對(duì)象public static Singleton getInstance() {return instance;}}

3. 懶漢式(線程不安全)

起到了懶加載的效果，但是只能在單線程下使用。

如果在多線程下，一個(gè)線程進(jìn)入了if(singleton==null)判斷語句塊，還未來得及往下執(zhí)行，另一個(gè)線程也通過了這個(gè)判斷語句，這時(shí)便會(huì)產(chǎn)生多個(gè)實(shí)例。所以在多線程環(huán)境下不可使用使用這種方式。

結(jié)論：在實(shí)際開發(fā)中，不要使用這種方式

package com.weirdo.principle.singleton.type3;public class SingletonTest03 {public static void main(String[] args) {System.out.println("懶漢式1=============>線程不安全");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}//提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，當(dāng)使用到該方法時(shí)，才去創(chuàng)建instance//即懶漢式public static Singleton getInstance() {if(instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;} }

4. 懶漢式(線程安全，同步方法)

解決了線程安全問題，但是效率太低。每個(gè)線程在想獲得類的實(shí)例的時(shí)候，執(zhí)行g(shù)etInstance方法都要進(jìn)行同步。而其實(shí)這個(gè)方法只執(zhí)行一次實(shí)例化代碼就夠了，后面的想獲得該類的實(shí)例，直接return就行了。方法進(jìn)行同步效率太低。

結(jié)論：在實(shí)際開發(fā)中，不推薦使用這種方式

package com.weirdo.principle.singleton.type4;public class SingletonTest04 {public static void main(String[] args) {System.out.println("懶漢式2=============>線程安全");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}// 懶漢式(線程安全，同步方法) class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}//提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，加入同步處理的代碼synchronized，解決線程安全問題//即懶漢式public static synchronized Singleton getInstance() {if(instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;} }

5. 懶漢式(線程安全，同步代碼塊)

跟2.4類似，不推薦使用

package com.weirdo.principle.singleton.type4;public class SingletonTest05 {public static void main(String[] args) {System.out.println("懶漢式2=============>線程安全,同步代碼塊");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}// 懶漢式(線程安全，同步方法) class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}//提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，解決線程安全問題//即懶漢式public static synchronized Singleton getInstance() {if(instance == null) {//同步代碼塊synchronized (Singleton.class){instance = new Singleton();}}return instance;} }

6. 雙重檢查

Double-Check概念是多線程開發(fā)中常使用到的，進(jìn)行了兩次if(singleton==null)，這樣就可以保證線程安全了。

實(shí)例化代碼只用執(zhí)行一次，后面再次訪問時(shí)，判斷if(singleton==null)，直接return實(shí)例化對(duì)象，也避免了反復(fù)進(jìn)行方法同步。

線程安全、延遲加載、效率高。

結(jié)論：在實(shí)際開發(fā)中，推薦使用這種單例設(shè)計(jì)模式

package com.weirdo.principle.singleton.type6;public class SingletonTest06 {public static void main(String[] args) {System.out.println("雙重檢查");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());} }// 懶漢式(線程安全，同步方法) class Singleton {private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}//提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，加入雙重檢查代碼，解決線程安全問題，同事解決懶加載問題//同時(shí)保證了效率，推薦使用public static synchronized Singleton getInstance() {if(instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if(instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;} }

7. 靜態(tài)內(nèi)部類

這種方式采用了類裝載的機(jī)制來保證初始化實(shí)例時(shí)只有一個(gè)線程。

靜態(tài)內(nèi)部類方式在Singleton類被裝載時(shí)并不會(huì)立即實(shí)例化，而是在需要實(shí)例化時(shí)，調(diào)用getInstance方法，才回裝載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實(shí)例化。

類的靜態(tài)屬性只會(huì)在第一次加載類的時(shí)候初始化，所以在這里，JVM保證了線程的安全性，在類進(jìn)行初始化時(shí)，別的線程是無法進(jìn)入的。

避免了線程不安全，利用靜態(tài)內(nèi)部類特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)延遲加載，效率高。

結(jié)論：推薦使用

package com.weirdo.principle.singleton.type7;public class SingletonTest07 {public static void main(String[] args) {System.out.println("使用靜態(tài)內(nèi)部類完成單例模式");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}// 靜態(tài)內(nèi)部類完成，推薦使用 class Singleton {private static volatile Singleton instance;//構(gòu)造器私有化private Singleton() {}//寫一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類，該類中有個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù) Singletonprivate static class SingletonInstance {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); }//提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCEpublic static synchronized Singleton getInstance() {return SingletonInstance.INSTANCE;} }

8. 枚舉

借助了JDK1.5中添加的枚舉來實(shí)現(xiàn)單例模式。不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對(duì)象。

結(jié)論：推薦使用

package com.weirdo.principle.singleton.type8;public class SingletonTest08 {public static void main(String[] args) {Singleton instance = Singleton.INSTANCE;Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;System.out.println(instance == instance2);System.out.println(instance.hashCode());System.out.println(instance2.hashCode());instance.sayOK();} }//使用枚舉實(shí)現(xiàn)單例 enum Singleton {INSTANCE; //屬性public void sayOK() {System.out.println("ok~");} }

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三. 單例模式在JDK應(yīng)用的源碼分析

java.lang.Runtime就是經(jīng)典的單例模式(餓漢式)

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四. 單例模式注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)說明

• 單例模式保證了系統(tǒng)內(nèi)存中該類只存在一個(gè)對(duì)象，節(jié)省了系統(tǒng)資源，對(duì)于一些需要頻繁創(chuàng)建銷毀的對(duì)象，使用單例模式可以提高系統(tǒng)性能。
• 當(dāng)想實(shí)例化一個(gè)單例類的時(shí)候，必須要記住使用相應(yīng)的獲取對(duì)象的方法，而不是new
• 單例模式使用的場景：需要頻繁的進(jìn)行創(chuàng)建和銷毀對(duì)象、創(chuàng)建對(duì)象時(shí)耗過多或耗費(fèi)資源過多(即：重量級(jí)對(duì)象)，但有經(jīng)常用到的對(duì)象、工具類對(duì)象、頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對(duì)象(比如數(shù)據(jù)源、session工廠等)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单例设计模式详解+源代码+JDK源码应用——Java设计模式系列学习笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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