設計模式（一）——Java單例模式（代碼+源碼分析）

 

1)單例模式保證了 系統內存中該類只存在一個對象，節省了系統資源，對於一些須要頻繁建立銷燬的對象，使用單例模式能夠提升系統性能
2)當想實例化一個單例類的時候，必需要記住使用相應的獲取對象的方法，而不是使用 new
3)單例模式使用的場景：須要頻繁的進行建立和銷燬的對象、建立對象時耗時過多或耗費資源過多(即：重量級對象)，但又常常用到的對象、工具類對象、頻繁訪問數據庫或文件的對象(好比數據源、session 工廠等)

 

 

單例設計模式八種方式

 

1)餓漢式(靜態常量)
2)餓漢式（靜態代碼塊）
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)靜態內部類
8)枚舉

 

1 餓漢式（靜態常量）

1)構造器私有化 (防止 new )
2)類的內部建立對象
3)向外暴露一個靜態的公共方法。getInstance
4)代碼實現

class Singleton{
    // 1 私有化構造器
    private Singleton() {
        
    }
    // 2 new 對象
    private final static Singleton S = new Singleton();
    // 若是是public的話，對象會被改變
    // 因此定義一個getting方法，只能獲得改對象
//    public final static Singleton S = new Singleton();
    
    // 3 返回對象
    public static Singleton getInstance() {
        return S;
    }
}

優缺點說明：

 

1)優勢：這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成實例化。避免了線程同步問題。
2)缺點：在類裝載的時候就完成實例化，沒有達到 Lazy Loading 的效果。若是從始至終從未使用過這個實例，則會形成內存的浪費

3)這種方式基於 classloder 機制避免了多線程的同步問題，不過，instance 在類裝載時就實例化，在單例模式中大多數都是調用 getInstance 方法，
 可是致使類裝載的緣由有不少種，所以不能肯定有其餘的方式（或者其餘的靜態方法）致使類裝載，這時候初始化 instance 就沒有達到 lazy loading 的效果

4)結論：這種單例模式可用，可能形成內存浪費

 

2 餓漢式（靜態代碼塊）

class Singleton{
    // 1 私有化構造器
    private Singleton() {
        
    }
    // 2 new 對象
    private final static Singleton S;
　　// 靜態代碼塊內賦值
　　static{
　　　　S = new Singleton();
　　}

    // 若是是public的話，對象會被改變
    // 因此定義一個getting方法，只能獲得改對象
　　//    public final static Singleton S = new Singleton();
    
    // 3 返回對象
    public static Singleton getInstance() {
        return S;
    }
}

優缺點說明：

 

1)這種方式和上面的方式其實相似，只不過將類實例化的過程放在了靜態代碼塊中，也是在類裝載的時候，就執行靜態代碼塊中的代碼，初始化類的實例。優缺點和上面是同樣的。
2)結論：這種單例模式可用，可是可能形成內存浪費

 

3 懶漢式(線程不安全)

class Singleton{
    // 1 私有化構造器
    private Singleton() {
        
    }
    private static Singleton s = null;
    
    // 3 返回對象
    public static Singleton getInstance() {
        if(s == null)
            s = new Singleton();
        return s;
    }
}

優缺點說明：

1)起到了 Lazy Loading 的效果，可是隻能在單線程下使用。
2)若是在多線程下，一個線程進入了 if (singleton == null)判斷語句塊，還將來得及往下執行，另外一個線程也經過了這個判斷語句，這時便會產生多個實例。因此在多線程環境下不可以使用這種方式
3)結論：在實際開發中，不要使用這種方式.

4 懶漢式(線程安全，同步方法)

class Singleton{
    // 1 私有化構造器
    private Singleton() {
        
    }
    private static Singleton s = null;
    
    // 3 返回對象
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(s == null)
            s = new Singleton();
        return s;
    }
}

優缺點說明：

1)解決了線程安全問題
2)效率過低了，每一個線程在想得到類的實例時候，執行 getInstance()方法都要進行同步。而其實這個方法只執行一次實例化代碼就夠了，後面的想得到該類實例，直接 return 就好了。方法進行同步效率過低
3)結論：在實際開發中，不推薦使用這種方式

5 懶漢式(線程安全，同步代碼塊)

 

 

 

 

不推薦使用

 

6  雙重檢查

class Singleton{
    // 1 私有化構造器
    private Singleton() {}
    private static volatile Singleton s = null;//volatile 防止指令重排
    // 3 返回對象
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(s == null)
            synchronized (Singleton.class) {
                if(s == null) {
                    s = new Singleton();
                }
            }
        return s;
    }
}

優缺點說明：

1)Double-Check 概念是多線程開發中常使用到的，如代碼中所示，咱們進行了兩次 if (singleton == null)檢查，這樣就能夠保證線程安全了。
2)這樣，實例化代碼只用執行一次，後面再次訪問時，判斷 if (singleton == null)，直接 return 實例化對象，也避免的反覆進行方法同步.
3)線程安全；延遲加載；效率較高
4)結論：在實際開發中，推薦使用這種單例設計模式

7 靜態內部類

 

class Singleton{
    // 1 私有化構造器
    private Singleton() {}
    // 2 new 對象
    
    private static class SingletonInstance{
        private final static Singleton S = new Singleton();
    }
    // 3 返回對象
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.S;
    }
}

 

優缺點說明：

1)這種方式採用了類裝載的機制來保證初始化實例時只有一個線程。

2)靜態內部類方式在 Singleton 類被裝載時並不會當即實例化，而是在須要實例化時，調用 getInstance 方法，纔會裝載 SingletonInstance 類，從而完成 Singleton 的實例化。
3)類的靜態屬性只會在第一次加載類的時候初始化，因此在這裏，JVM 幫助咱們保證了線程的安全性，在類進行初始化時，別的線程是沒法進入的。
4)優勢：避免了線程不安全，利用靜態內部類特色實現延遲加載，效率高
5)結論：推薦使用.

 

8 枚舉

 

enum Singleton{
    INSTANCE;
    public Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

 

優缺點說明：

1)這藉助 JDK1.5 中添加的枚舉來實現單例模式。不只能避免多線程同步問題，並且還能防止反序列化從新建立新的對象。
2)這種方式是 Effective Java 做者 Josh Bloch  提倡的方式
3)結論：推薦使用

單例模式在 JDK  應用的源碼分析

 

1) 咱們 JDK 中，java.lang.Runtime 就是經典的單例模式(餓漢式)

 

2) 代碼分析+Debug 源碼+代碼說明

 

 

 

單例模式注意事項和細節說明

 

1)單例模式保證了 系統內存中該類只存在一個對象，節省了系統資源，對於一些須要頻繁建立銷燬的對象，使用單例模式能夠提升系統性能
2)當想實例化一個單例類的時候，必需要記住使用相應的獲取對象的方法，而不是使用 new
3)單例模式使用的場景：須要頻繁的進行建立和銷燬的對象、建立對象時耗時過多或耗費資源過多(即：重量級對象)，但又常常用到的對象、工具類對象、頻繁訪問數據庫或文件的對象(好比數據源、session 工廠等)

 

 

 

 

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