介绍:
单例模式是一种创建型模式。它保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
类图:
Singleton(单例类):定义一个getInstance操作,允许客户访问它的唯一实例,getInstance是一个静态方法,主要负责创建自己的唯一实例。
用法: • 确保某个类有且只有一个对象时。
个人理解: • 创建一个对象需要消耗过多资源时(IO操作、访问数据库等) • 工具类、帮助类( 应用程序的日志应用、接入第三方SDK等) • 频繁实例化然后销毁的对象(日志、网络访问等)
例子: 单例模式是最常用的一个设计模式,常见的写法有几种:饿汉式、懒汉式、懒汉式同步锁、双重校验锁、静态内部类的单例模式。
1、饿汉式(线程安全、没有懒加载)
public class Singleton{
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
特点:直接在应用加载时初始化,但会浪费内存。 解析:在类初始化时已经初始化实例,线程安全的。
2、懒汉式(线程不安去,有懒加载)
public class Singleton{
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(null == instance){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
特点:单例的初始化操作,延迟到需要的时候才进行,但线程不安全。 解析:在调用getInstance()方法时才实例化,达到延迟加载的效果。
3、懒汉式同步锁(线程安全,有懒加载)
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance() {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
特点:使用同步锁synchronized保证多线程情况下单例对象的唯一性,但很多不必要的同步会影响性能。 解析:synchronized会造成不必要的同步开销,很多情况也不需要同步,不推荐使用。
4、双重校验锁(线程安全,有懒加载)
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { //此处避免了不必要的同步
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
特点:线程安全,避免了不必要的同步,但高并发环境下小概率会有DCL失效问题。 解析:instance = new Singleton();语句,大概做了3件事情: (1)、给Singleton的实例分配内存 (2)、调用Singleton()的构造函数 (3)、将instance对象指向分配的内存空间(instance不是null了)
但由于java编译器允许处理器乱序执行,执行顺序可能是 (1)-(2)-(3)或者(1)-(3)-(2)。如果是后者情况,切换到另外的线程中,instance已经不是null了,线程B直接取走instance,再使用时就会出错,这就是DCL失效的问题了。
5、静态内部类的单例模式(线程安全,有懒加载)
public class Singleton{
private Singleton(){}
public static Singleton newInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
//内部类,在装载该内部类时才会去创建单例对象
private static class SingletonHolder{
public static Singleton instance = new Singleton();
}
}
特点:懒加载的同时保证线程安全,推荐使用 解析:为什么会线程安全?类的构造器()方法在多线程环境中被正确地加载,同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只有一个线程去执行这个类的,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行()方法完毕。
总结: 上述几种做法已经满足了绝大部分的需求,还有一些其它做法可以参考其它资料哈。
另外,单例模式需要注意内存泄漏的问题,当一个对象已经不需要再使用本该被回收时,另外一个正在使用的对象持有它的引用从而导致它不能被回收,产生了内存泄漏。
感谢您的阅读~
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