单例模式
单例模式就是采取一定的方式保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个实例对象,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。
- 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能。
- 当想实例化一个单例对象的时候,必须记住使用相应的获取对象的方式,而不是用new。
- 单例模式使用场景:需要频繁的进行创建和销毁的对象,创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即重量级对象),但又经常哟用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库和文件的对象(比如数据源,session工厂等)。
1)饿汉式(静态常量)
代码:
package singleton.type01;
/**
* @Author: [email protected]
* 单例模式-- 饿汉式(静态常量)
* 优点:
* 写法简单,就是在类装载的时候就完成实例化,避免了线程同步问题
* 缺点:
* 在类装载的时候完成实例化,没有达到 lazy loading的效果。如果从开始
* 至终从未使用过这个实例,则会造成内存的浪费
* 这种方式基于classloder 机制,避免了多线程同步问题,不过 instance 在类装载
* 时就实例化,在单例模式中大多数都是调用 getInstance() 方法,但是导致类装载
* 的原因有很多,因此不能确定有其他的方式(或者有其他的静态方法)导致类装载,这
* 时候初始化instance 就没有达到lazy loading的效果
* <p>
* 结论:
* 这种单例可以使用,可能造成内存浪费
*/
public class SingletonTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 饿汉式(静态变量)
class Singleton {
// 1. 构造器私有化,外部不能new
private Singleton() {
}
// 2. 在本类内部创建对象实例
private final static Singleton instance = new Singleton();
// 3.对外提供一个共有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
2)饿汉式(静态代码块)
代码:
package singleton.type02;
/**
* @Author: [email protected]
* 单例模式-- 饿汉式(静态代码块)
* 这种方式和上面的方式类似,只不过将类实例化的过程放到静态代码块中,也是在类装载的
* 时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和上面的一样
* 结论:
* 这种单例可以使用,但是可能造成内存浪费
*/
public class SingletonTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 饿汉式(静态代码块)
class Singleton {
// 1. 构造器私有化,外部不能new
private Singleton() {
}
// 2. 在本类内部创建对象实例
private static Singleton instance;
static { // 在静态代码块中,创建单例对象
instance = new Singleton();
}
// 3.对外提供一个共有的静态方法,返回实例对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
3)懒汉式(线程不安全)
代码:
package singleton.type03;
/**
* @Author: [email protected]
* 懒汉式(线程不安全)
* 起到了lazy loading的效果,但是只能在单线程下使用。
* 如果在多线程下,一个线程进入了if(singleton == null) 判断语句块,还未来得
* 及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以在多
* 线程环境下不可使用这种方式
* 结论:
* 在实际开发中,不要使用这种方式
*/
public class SingletonTest03 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 懒汉式(线程不安全)
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
// 提供一个静态的公有方法,当使用到该方法时,才去创建instance
// 即懒汉式
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 判断该对象没有被创建则创建
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
4)懒汉式(线程安全,同步方法)
代码:
package singleton.typte04;
/**
* @Author: [email protected]
* 懒汉式(线程安全,同步方法)
* 解决了线程不安全
* 效率太低,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance() 方法都要执行同步。而
* 其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接return即可。同
* 步效率太低
* 结论:
* 在实际开发中,不推荐使用这种方法
*/
public class SingletonTest04 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 懒汉式(线程安全,同步方法)
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
// 提供一个静态的公有方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题
// 即懒汉式
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 判断该对象没有被创建则创建
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
5)懒汉式(线程安全,同步代码块)
代码:
package singleton.type05;
/**
* @Author: [email protected]
* 懒汉式(线程安全,同步代码块)
* 这种方式本意是想对第四种实现方式的改进,因为前者同步方法效率低,改为同步产生实例
* 的代码块。
* 但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第三种实现方式遇到的情况一致,假如一个
* 线程进入了if(singleton == null) 判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程
* 也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。
* 结论:
* 在实际的开发中,不能使用该方式
*/
public class SingletonTest05 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 懒汉式(线程安全,同步方法)
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
// 提供一个静态的公有方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题
// 即懒汉式
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 判断该对象没有被创建则创建
synchronized (Singleton.class){ // 同步代码块
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
6)懒汉式(双重检查)
代码:
package singleton.type06;
/**
* @Author: [email protected]
* 懒汉式(双重检查)
* double-check 概念是多线程开发中经常使用到的,进行了俩次if(singleton==null)检查
* 可以保证线程安全
* 这样,实例化代码只执行一次,后面再次访问时,判断if(singleton==null);直接return
* 实例化对象,也避免的反复进行方法同步。
* 线程安全,延迟加载,效率较高
* 结论:
* 在实际开发中,推荐使用这种单例模式
*/
public class SingletonTest06 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 懒汉式(线程安全,同步方法)
class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {
}
// 提供一个静态的公有方法,加入双重检查代码,解决线程安全问题,同时解决懒加载问题
// 同时保证效率,推荐使用
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 判断该对象没有被创建则创建
synchronized (Singleton.class) { // 同步代码块
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
7)懒汉式(静态内部类)
代码:
package singleton.type07;
/**
* @Author: [email protected]
* 懒汉式(静态内部类)
* 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
* 静态内部类方式在Singleton类被加载的时并不会立即被实例化,而是在需要实例化时,
* 调用getInstance方法,才会装载 SingletonInstance 类,从而完成Singleton实例化
* 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以这里,JVM帮助我们保证了线
* 程的安全性,在类进行初始化时,别的线程无法进入的。
* 优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高
* 结论:推荐使用
*/
public class SingletonTest07 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
}
}
// 懒汉式(静态内部类完成) 推荐使用
class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
// 构造器私有化
private Singleton() {
}
// 写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
// 提供一个静态的公有方法,直接返回
public static Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
懒汉式(枚举)
代码:
package singleton.type08;
/**
* @Author: [email protected]
* 懒汉式(枚举)
* 借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式,不仅能避免多线程同步问题,
* 而且还能防止反序列化重新创建新的对象
* 这种方式是Effective Java 作者Josh Bloch 提倡的方法
* 结论:推荐使用
*/
public class SingletonTest08 {
public static void main(String[] args) {
// 测试
Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
System.out.println(instance1 == instance2); // true
instance1.sayOK();
}
}
// 枚举
enum Singleton {
INSTANCE;
public void sayOK() {
System.out.println("ok");
}
}