java設計模式--單例模式

時間 2019-11-21

標籤 java 設計模式欄目 Java 简体版

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單例設計模式面試

Singleton是一種建立型模式，指某個類採用Singleton模式，則在這個類被建立後，只可能產生一個實例供外部訪問，而且提供一個全局的訪問點。設計模式

核心知識點以下：安全

(1) 將採用單例設計模式的類的構造方法私有化（採用private修飾）。多線程

(2) 在其內部產生該類的實例化對象，並將其封裝成private static類型。併發

(3) 定義一個靜態方法返回該類的實例。性能

/** 
 * 方法一
 * 單例模式的實現：餓漢式,線程安全 但效率比較低 
 */  
public class SingletonTest {  

    // 定義一個私有的構造方法
    private SingletonTest() {  
    }  

    // 將自身的實例對象設置爲一個屬性,並加上Static和final修飾符
    private static final SingletonTest instance = new SingletonTest();  

    // 靜態方法返回該類的實例
    public static SingletonTest getInstancei() {  
        return instance;  
    }  
  
}

方法一就是傳說的中的餓漢模式
優勢是：寫起來比較簡單，並且不存在多線程同步問題，避免了synchronized所形成的性能問題；
缺點是：當類SingletonTest被加載的時候，會初始化static的instance，靜態變量被建立並分配內存空間，從這之後，這個static的instance對象便一直佔着這段內存（即使你尚未用到這個實例），當類被卸載時，靜態變量被摧毀，並釋放所佔有的內存，所以在某些特定條件下會耗費內存。優化

/**  
 *方法二
 * 單例模式的實現：飽漢式,非線程安全   
 *   
 */  
public class SingletonTest {

    // 定義私有構造方法（防止經過 new SingletonTest()去實例化）
    private SingletonTest() {   
    }   

    // 定義一個SingletonTest類型的變量（不初始化，注意這裏沒有使用final關鍵字）
    private static SingletonTest instance;   

    // 定義一個靜態的方法（調用時再初始化SingletonTest，可是多線程訪問時，可能形成重複初始化問題）
    public static SingletonTest getInstance() {   
        if (instance == null)   
            instance = new SingletonTest();   
        return instance;   
    }   
}

方法二就是傳說的中的飽漢模式
優勢是：寫起來比較簡單，當類SingletonTest被加載的時候，靜態變量static的instance未被建立並分配內存空間，當getInstance方法第一次被調用時，初始化instance變量，並分配內存，所以在某些特定條件下會節約了內存；
缺點是：併發環境下極可能出現多個SingletonTest實例。spa

/**  
 *方法三
 * 單例模式的實現：飽漢式,線程安全簡單實現   
 *   
 */  
public class SingletonTest {

    // 定義私有構造方法（防止經過 new SingletonTest()去實例化）
    private SingletonTest() {   
    }   

    // 定義一個SingletonTest類型的變量（不初始化，注意這裏沒有使用final關鍵字）
    private static SingletonTest instance;   

    // 定義一個靜態的方法（調用時再初始化SingletonTest，使用synchronized 避免多線程訪問時，可能形成重的復初始化問題）
    public static synchronized  SingletonTest getInstance() {   
        if (instance == null)   
            instance = new SingletonTest();   
        return instance;   
    }   
}

方法三爲方法二的簡單優化
優勢是：使用synchronized關鍵字避免多線程訪問時，出現多個SingletonTest實例。
缺點是：同步方法頻繁調用時，效率略低。線程

/**  
 * 方法四
 * 單例模式最優方案
 * 線程安全  而且效率高  
 *  
 */  
public class SingletonTest { 

    // 定義一個私有構造方法
    private SingletonTest() { 
     
    }   
    //定義一個靜態私有變量(不初始化，不使用final關鍵字，使用volatile保證了多線程訪問時instance變量的可見性，避免了instance初始化時其餘變量屬性還沒賦值完時，被另外線程調用)
    private static volatile SingletonTest instance;  

    //定義一個共有的靜態方法，返回該類型實例
    public static SingletonTest getIstance() { 
        // 對象實例化時與否判斷（不使用同步代碼塊，instance不等於null時，直接返回對象，提升運行效率）
        if (instance == null) {
            //同步代碼塊（對象未初始化時，使用同步代碼塊，保證多線程訪問時對象在第一次建立後，再也不重複被建立）
            synchronized (SingletonTest.class) {
                //未初始化，則初始instance變量
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonTest();   
                }   
            }   
        }   
        return instance;   
    }   
}