java设计模式(2)-单例设计模式

爱敲代码的猫

发布于 2019-10-17 01:03:13

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发布于 2019-10-17 01:03:13

上一篇推文写了工厂方法模式，包括简单工厂模式、多工厂模式、静态工厂模式、抽象工厂模式，这篇推文记录一下单例设计模式

单例设计模式

在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处：某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

饿汗式

先创建实例，用静态方法调用优点：实现起来简单，没有多线程同步问题。

缺点：当类Singleton被加载的时候，会初始化static的instance，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的instance对象便一直占着这段内存（即便你还没有用到这个实例），当类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存，因此在某些特定条件下会耗费内存。

public class SingleTon {

    //在类的内部创建一个类的实例
    private static SingleTon instance = new SingleTon();

    //私有构造方法，防止被实例化
    private SingleTon() {
    }

    //如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致
    public Object readResolve() {
        return instance;
    }

    //私有化此对象，通过公共的方法来调用，此公共方法只能用类来条用(static修饰)，同时类的实例也应为static
    public static SingleTon getInstance(){
        return instance;
    }
}

class Test{

    public static void main (String[] args){
        SingleTon s1 = SingleTon.getInstance();
        SingleTon s2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2); //true
    }
}

在静态方法创建实例并直接调用如果不是线程同步，在多线程环境下，可能线程1正在创建单例时，线程2判断单例instance为空，就会创建多个实例优点：实现起来比较简单，当类Singleton被加载的时候，静态变量static的instance未被创建并分配内存空间，当getInstance方法第一次被调用时，初始化instance变量，并分配内存，因此在某些特定条件下会节约了内存。

缺点：在多线程环境中，这种实现方法是完全错误的，根本不能保证单例的状态。

public class SingleTon {
    //在类的内部创建一个类的实例
    private static SingleTon instance = null;

    private SingleTon(){}

    public static SingleTon getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new SingleTon();
        }
        return instance;
    }

}

class Test{

    public static void main (String[] args){
        SingleTon s1 = SingleTon.getInstance();
        SingleTon s2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2); //true
    }
}

懒汉式(线程安全)

优点：在多线程情形下，保证了“懒汉模式”的线程安全。

缺点：众所周知在多线程情形下，synchronized 方法通常效率低，显然这不是最佳的实现方案。例如SingleTon实例不为null的情况下，线程同步机制必须等待才能进入if块，而如果存在实例,完全可以跳过等待，直接返回，因为不用进入if块。

public class SingleTon{
    private SingleTon(){}
    private static SingleTon instance = null;
    public static synchronized SingleTon getInstance(){
        if(instance == null)
            instance = new SingleTon();

        return instance;
    }
}

懒汉式(DCL双检查锁机制,线程安全)

public class SingleTon{
    private SingleTon(){}

    private static SingleTon instance = null;
    public static  SingleTon getInstance(){
        // 第一次检查instance是否被实例化出来，如果没有则进入if块
        if(instance == null){
            synchronized (SingleTon.class) {
                // 某个线程取得了类锁，实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来，如果没有，才最终实例出对象
                if (instance == null) {
                    instance = new SingleTon();
                }
            }
        }

        return instance;
    }

}