单例模式作为GOF23种设计模式中最基础的一种,我们应该是最熟悉的,但是单例模式有多少种写法呢?本文将简单介绍最常见的五种写法,我来为大家科普一下关于单例模式的5种不同写法 单例模式的5种不同写法?下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!
单例模式的5种不同写法 单例模式的5种不同写法
单例模式作为GOF23种设计模式中最基础的一种,我们应该是最熟悉的,但是单例模式有多少种写法呢?本文将简单介绍最常见的五种写法。
首先,我们先了解下单例模式的定义:
保证一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点
单例模式有那么多种写法,但是万变不离其宗,每种单例模式都离不开以下要点:
- 保证一个类仅有一个实例
- 提供一个访问它的全局访问点
- 构造函数私有化
- 单例对象必须由单例类自行创建
接下来我们来看看单例模式的五种写法:
1.1 饱汉式(懒汉模式)——线程不安全
// 饱汉
// UnThreadSafe
public class Singleton1 {
private static Singleton1 singleton = null;
private Singleton1() {
}
public static Singleton1 getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton1();
}
return singleton;
}
}
这种写法声明了一个静态对象,在用户第一次调用时初始化,虽然节约了资源,但第一次加载时需要实例化,,而且存在线程安全的问题。
1.2 饱汉式(懒汉模式)——线程安全
public class Singleton {
/**
* 定义一个变量来存储创建好的类实例
*/
private static Singleton uniqueInstance = null;
/**
* 私有化构造方法,好在内部控制创建实例的数目
*/
private Singleton(){
}
/**
* 定义一个方法来为客户端提供类实例
* @return 一个Singleton的实例
*/
public static synchronized Singleton getInstance(){
//判断存储实例的变量是否有值
if(uniqueInstance == null){
//如果没有,就创建一个类实例,并把值赋值给存储类实例的变量
uniqueInstance = new Singleton();
}
//如果有值,那就直接使用
return uniqueInstance;
}
/**
* 示意方法,单例可以有自己的操作
*/
public void singletonOperation(){
//功能处理
}
/**
* 示意属性,单例可以有自己的属性
*/
private String singletonData;
/**
* 示意方法,让外部通过这些方法来访问属性的值
* @return 属性的值
*/
public String getSingletonData(){
return singletonData;
}
}
这种写法避免了第一种存在的线程不安全的问题,但是同步操作引入了新的问题,容易造成不必要的同步开销。
1.3 饱汉式(懒汉模式)——线程安全,双重加锁检查DCL(Double Check Lock)
public class Singleton {
/**
* 对保存实例的变量添加volatile的修饰
*/
private volatile static Singleton instance = null;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
//先检查实例是否存在,如果不存在才进入下面的同步块
if(instance == null){
//同步块,线程安全的创建实例
synchronized(Singleton.class){
//再次检查实例是否存在,如果不存在才真的创建实例
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
双重检查锁避免了第二种方式的不必要同步,但是第一次加载时反应稍慢一些,在高并发环境下也有一定的缺陷,虽然发生的概率很小。DCL虽然在一定程度解决了资源的消耗和多余的同步,线程安全等问题,但是他还是在某些情况会出现失效的问题,也就是DCL失效,在《java并发编程实践》一书建议用静态内部类单例模式来替代DCL
1.4 饿汉式
public class Singleton {
//4:定义一个静态变量来存储创建好的类实例
//直接在这里创建类实例,只会创建一次
private static Singleton instance = new Singleton();
//1:私有化构造方法,好在内部控制创建实例的数目
private Singleton(){
}
//2:定义一个方法来为客户端提供类实例
//3:这个方法需要定义成类方法,也就是要加static
//这个方法里面就不需要控制代码了
public static Singleton getInstance(){
//5:直接使用已经创建好的实例
return instance;
}
}
这种方式在类加载时就完成了初始化,所以类加载较慢,但获取对象的速度快。 这种方式基于类加载机制避免了多线程的同步问题,但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化instance显然没有达到懒加载的效果。
1.5 Holder模式
public class Singleton {
/**
* 类级的内部类,也就是静态的成员式内部类,该内部类的实例与外部类的实例
* 没有绑定关系,而且只有被调用到才会装载,从而实现了延迟加载
*/
private static class SingletonHolder{
/**
* 静态初始化器,由JVM来保证线程安全
*/
private static Singleton instance = new Singleton();
}
/**
* 私有化构造方法
*/
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
这种方式兼顾了懒汉模式的内存优化(使用时才初始化)以及饿汉模式的安全性(不会被反射入侵)。但是需要两个类去做到这一点,虽然不会创建静态内部类的对象,但是其 Class 对象还是会被创建,而且是属于永久带的对象。
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