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JAVA设计模式--单例模式

时间:2017-01-12 12:40:32      阅读:108      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:缺点   自己的   public   功能   vol   instance   定义   私有化   创建   

特点

  1. 单例类只能有一个实例。

  2. 单例类必须自己创建自己的唯一实例。

  3. 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中,线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机,但只能有一个Printer Spooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口,系统应当集中管理这些通信端口,以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之,选择单例模式就是为了避免不一致状态,避免政出多头。

 

单例设计模式

Singleton是一种创建型模式,指某个类采用Singleton模式,则在这个类被创建后,只可能产生一个实例供外部访问,并且提供一个全局的访问点。

核心知识点如下:

(1) 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化(采用private修饰)。

(2) 在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static类型。

(3) 定义一个静态方法返回该类的实例。

 

方法一:
 1 /** 
 2  * 
 3  * 单例模式的实现:饿汉式,线程安全 但效率比较低 
 4  */  
 5 public class SingletonTest {  
 6 
 7     // 定义一个私有的构造方法
 8     private SingletonTest() {  
 9     }  
10 
11     // 将自身的实例对象设置为一个属性,并加上Static和final修饰符
12     private static final SingletonTest instance = new SingletonTest();  
13 
14     // 静态方法返回该类的实例
15     public static SingletonTest getInstancei() {  
16         return instance;  
17     }  
18   
19 }

优点是:写起来比较简单,而且不存在多线程同步问题,避免了synchronized所造成的性能问题;
缺点是:当类SingletonTest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。
方法二:
 1 /**  
 2  *方法二
 3  * 单例模式的实现:饱汉式,非线程安全   
 4  *   
 5  */  
 6 public class SingletonTest {
 7 
 8     // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)
 9     private SingletonTest() {   
10     }   
11 
12     // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)
13     private static SingletonTest instance;   
14 
15     // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,但是多线程访问时,可能造成重复初始化问题)
16     public static SingletonTest getInstance() {   
17         if (instance == null)   
18             instance = new SingletonTest();   
19         return instance;   
20     }   
21 }

优点是:写起来比较简单,当类SingletonTest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;
缺点是:并发环境下很可能出现多个SingletonTest实例。
方法三:(方法二的简单优化
 1 /**  
 2  *方法三
 3  * 单例模式的实现:饱汉式,线程安全简单实现   
 4  *   
 5  */  
 6 public class SingletonTest {
 7 
 8     // 定义私有构造方法(防止通过 new SingletonTest()去实例化)
 9     private SingletonTest() {   
10     }   
11 
12     // 定义一个SingletonTest类型的变量(不初始化,注意这里没有使用final关键字)
13     private static SingletonTest instance;   
14 
15     // 定义一个静态的方法(调用时再初始化SingletonTest,使用synchronized 避免多线程访问时,可能造成重的复初始化问题)
16     public static synchronized  SingletonTest getInstance() {   
17         if (instance == null)   
18             instance = new SingletonTest();   
19         return instance;   
20     }   
21 }

优点是:使用synchronized关键字避免多线程访问时,出现多个SingletonTest实例。
缺点是:同步方法频繁调用时,效率略低。

方法四:(单例模式的最佳实现。内存占用地,效率高,线程安全,多线程操作原子性)

方法四为单例模式的最佳实现。内存占用地,效率高,线程安全,多线程操作原子性。

 1 /**  
 2  * 方法四
 3  * 单例模式最优方案
 4  * 线程安全  并且效率高  
 5  *  
 6  */  
 7 public class SingletonTest { 
 8 
 9     // 定义一个私有构造方法
10     private SingletonTest() { 
11      
12     }   
13     //定义一个静态私有变量(不初始化,不使用final关键字,使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性,避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时,被另外线程调用)
14     private static volatile SingletonTest instance;  
15 
16     //定义一个共有的静态方法,返回该类型实例
17     public static SingletonTest getIstance() { 
18         // 对象实例化时与否判断(不使用同步代码块,instance不等于null时,直接返回对象,提高运行效率)
19         if (instance == null) {
20             //同步代码块(对象未初始化时,使用同步代码块,保证多线程访问时对象在第一次创建后,不再重复被创建)
21             synchronized (SingletonTest.class) {
22                 //未初始化,则初始instance变量
23                 if (instance == null) {
24                     instance = new SingletonTest();   
25                 }   
26             }   
27         }   
28         return instance;   
29     }   
30 }

 

事实上,可以通过Java反射机制来实例化private类型的构造方法,此时基本上会使所有的Java单例实现失效。
 

JAVA设计模式--单例模式

标签:缺点   自己的   public   功能   vol   instance   定义   私有化   创建   

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