單例模式Singleton

時間 2019-12-02

標籤模式 singleton 简体版

原文原文鏈接

單例模式定義

確保某個類只有一個實例，並且自行實例化並向整個系統提供這個實例。java

單例模式類圖

類圖說明

Client：高層客戶類

Singleton：單例類

實現單例模式的要點

構造函數不對外開放，通常爲Private

經過一個靜態方法或枚舉返回單例類對象

確保單例類的對象有且只有一個，尤爲在多線程環境下

確保單例類對象在反序列化時不會從新構建對象

單例模式的實現方式

餓漢：在聲明時就初始化
/** 
 * 餓漢單例 
 */
public class MySingleton {
    // 餓漢單例，在聲明時就初始化
    private static MySingleton ourInstance = new MySingleton();

    public static MySingleton getInstance() {
        return ourInstance;
    }

    private MySingleton() {
    }
}
懶漢：只有在使用時纔會實例化，在必定程度上節省了資源；缺點是第一次加載時須要及時進行實例化，反應稍慢，最大的問題是每次調用getInstance都要進行同步，形成沒必要要的同步開銷。這種模式通常不建議採用。
/**
 * 懶漢單例
 */
public class MySingleton {
    private static MySingleton ourInstance;
    
    public static synchronized MySingleton getInstance() {
        // 懶漢單例，只有在使用纔會實例化
        if (ourInstance == null) {
            ourInstance = new MySingleton();
        }
        return ourInstance;
    }

    private MySingleton() {
    }
}
DCL：Double Check Lock。優勢是既可以在須要時實例化單例，又能保證線程安全，且單例對象初始化後調用getInstance不進行同步鎖。
/**
 * Double Check Lock(DCL)
 */
public class MySingleton {
    private static MySingleton ourInstance = null;

    private MySingleton() {};

    public static MySingleton getInstance() {
        // 避免沒必要要的同步
        if (ourInstance == null) {
            synchronized (MySingleton.class) {
                // 建立實例
                if (ourInstance == null) {
                    ourInstance = new MySingleton();
                }
            }
        }
        return ourInstance;
    }
}
靜態內部類：當第一次加載Singleton類時並不會初始化，只有在第一次調用時纔會初始化。所以，第一次調用getInstance方法會致使虛擬機加載SingleHolder類，這種方式不只可以確保線程安全，也能保證單例對象的惟一性，同時也延遲了單例實例化，因此這是推薦使用的單例模式實現方式。
/**
 * 靜態內部類單例模式
 */
public class MySingleton {

    private MySingleton() {};

    public static MySingleton getInstance() {
        return SingletonHolder.ourInstance;
    }

    /**
     * 靜態內部類
     */
    private static class SingletonHolder {
        private static MySingleton ourInstance = new MySingleton();
    }
}
枚舉單例：枚舉單例是線程安全的，而且在任何狀況下它都是一個單例。且沒法經過反序列化獲得對象。
/**
 * 枚舉單例
 */
public enum SingletonEnum {
    INSTANCE;
    public void dosomething() {
        System.out.println("do sth.");
    }
}
使用容器實現單例
/**
 * 使用容器實現單例模式
 */
public class SingletonManager {
    private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<>();

    private SingletonManager() {}

    public static void registerService(String key, Object instance) {
        if (!objMap.containsKey(key)) {
            objMap.put(key, instance);
        }
    }

    public static Object getService(String key) {
        return objMap.get(key);
    }
}