四種單列模式

設計模式之單例模式

什麼是單例設計模式？

單例模式，是一種常用的軟體設計模式。在它的核心結構中隻包含一個被稱為單例的特殊類。通過單例模式可以保證系統中，應用該模式的類一個類隻有一個執行個體。即一個類隻有一個對象執行個體.

類結構圖

具體實作

需要：

（1）将構造方法私有化，使其不能在類的外部通過new關鍵字執行個體化該類對象。

（2）在該類内部産生一個唯一的執行個體化對象，并且将其封裝為private static類型。

（3）定義一個靜态方法傳回這個唯一對象。

實作一：立即加載 / “餓漢模式”

立即加載就是使用類的時候已經将對象建立完畢（不管以後會不會使用到該執行個體化對象，先建立了再說。很着急的樣子，故又被稱為“餓漢模式”），常見的實作辦法就是直接new執行個體化。

public class Singleton {

    // 将自身執行個體化對象設定為一個屬性，并用static、final修飾
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    // 構造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 靜态方法傳回該執行個體
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}
           

“餓漢模式”的優缺點：

優點：實作起來簡單，沒有多線程同步問題。

缺點：當類SingletonTest被加載的時候，會初始化static的instance，靜态變量被建立并配置設定記憶體空間，從這以後，這個static的instance對象便一直占着這段記憶體（即便你還沒有用到這個執行個體），當類被解除安裝時，靜态變量被摧毀，并釋放所占有的記憶體，是以在某些特定條件下會耗費記憶體。

實作二：延遲加載 / “懶漢模式”

延遲加載就是調用get()方法時執行個體才被建立（先不急着執行個體化出對象，等要用的時候才給你建立出來。不着急，故又稱為“懶漢模式”），常見的實作方法就是在get方法中進行new執行個體化。

public class Singleton {

    // 将自身執行個體化對象設定為一個屬性，并用static修飾
    private static Singleton instance;
    
    // 構造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 靜态方法傳回該執行個體
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}
           

“懶漢模式”的優缺點：

優點：實作起來比較簡單，當類SingletonTest被加載的時候，靜态變量static的instance未被建立并配置設定記憶體空間，當getInstance方法第一次被調用時，初始化instance變量，并配置設定記憶體，是以在某些特定條件下會節約了記憶體。

缺點：在多線程環境中，這種實作方法是完全錯誤的，根本不能保證單例的狀态。

實作三：線程安全的“懶漢模式”

public class Singleton {

    // 将自身執行個體化對象設定為一個屬性，并用static修飾
    private static Singleton instance;
    
    // 構造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 靜态方法傳回該執行個體，加synchronized關鍵字實作同步
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}
           

優點：在多線程情形下，保證了“懶漢模式”的線程安全。

缺點：衆所周知在多線程情形下，synchronized方法通常效率低，顯然這不是最佳的實作方案。

補充:

synchronized關鍵字的作用域有二種：

　　1)是某個對象執行個體内，synchronized aMethod(){} 可以防止多個線程同時 通路這個對象的synchronized方法 (如果一個對象有多個synchronized方法，隻要一個線程通路了其中的一個synchronized方法，其它線程不能同時通路這個對象中任何一個synchronized方法 )。這時，不同的對象執行個體的 synchronized方法是不相幹擾的。也就是說，其它線程照樣可以同時通路相同類的另一個對象執行個體中的synchronized方法;

總的來說，這種情況，鎖就是這個方法所在的對象

2)是某個類的範圍，synchronized static aStaticMethod{} 防止多個線程同時通路這個類中的synchronized static 方法 。它可以對類的所有對象執行個體起作用。此時鎖就是這個class

實作四：DCL雙檢查鎖機制（DCL：double checked locking）

public class Singleton {

    // 将自身執行個體化對象設定為一個屬性，并用static修飾
    private static Singleton instance;
    
    // 構造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 靜态方法傳回該執行個體
    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次檢查instance是否被執行個體化出來，如果沒有進入if塊
	        if(instance == null) 
	        {
	            synchronized (Singleton.class) 
	            {
	                // 某個線程取得了類鎖，執行個體化對象前第二次檢查instance是否已經被執行個體化出來，如果沒有，才最終執行個體出對象
	                if (instance == null) {
	                    instance = new Singleton();
	            }
            }
        }
        return instance;
    }
}
           

方法四算是單例模式的最佳實作方式。記憶體占用率高，效率高，線程安全，多線程操作原子性。

補充:

除了方法前用synchronized關鍵字，synchronized關鍵字還可以用于方法中的某個區塊中，表示隻對這個區塊的資源實行互斥通路。

用法是: synchronized(this){/區塊/}，鎖就是這個方法所在的對象 ;

原文:https://www.cnblogs.com/binaway/p/8889184.html