单例模式(二)

2022-01-25 17:32:22 阅读：155 来源： 互联网

标签：Singleton singleton 模式 hashCode instance 线程单例 println

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5.创建者模式之单例模式

5.创建者模式之单例模式

5.1 单例设计模式介绍

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

比如 Hibernate 的 SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创建 Session 对象。SessionFactory 并不是轻量级的，一般情况下，一个项目通常只需要一个 SessionFactory 就够，这是就会使用到单例模式。

5.2 单例设计模式八种方式

单例模式有八种方式：

1)饿汉式(静态常量)(推荐)
2)饿汉式（静态代码块)(推荐)
3)懒汉式(线程不安全)
4)懒汉式(线程安全，同步方法)
5)懒汉式(线程安全，同步代码块)
6)双重检查(推荐)
7)静态内部类(推荐)
8)枚举(推荐)

5.3 饿汉式（静态常量）

饿汉式（静态常量）应用实例步骤如下：

构造器私有化 (防止 new )
类的内部创建对象
向外暴露一个静态的公共方法。getInstance
代码实现

package com.bcl.singleton.饿汉;

// 静态常量
class Singleton {
    // 1.构造器私有化
    private Singleton() {
    }

    // 2.本类内部创建实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();

    // 3.提供一个公有静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton == singleton1);
        System.out.println(singleton.hashCode());
        System.out.println(singleton1.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

优点：这种写法比较简单，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：在类装载的时候就完成实例化，没有达到 Lazy Loading 的效果。如果从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 机制避免了多线程的同步问题，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种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 lazy loading 的效果

5.4 饿汉式（静态代码块）

代码演示:

package com.bcl.singleton.饿汉;

// 静态代码块
class Singleton2 {

    // 1.构造器私有化
    private Singleton2() {
    }

    // 2.本类内部创建实例
    private static Singleton2 instance;

    // 静态代码块初始化
    static {
        instance = new Singleton2();
    }

    // 3.提供一个公有静态方法，返回实例对象
    public static Singleton2 getInstance() {
        return instance;
    }

}

public class SingletonTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton2 singleton = Singleton2.getInstance();
        Singleton2 singleton1 = Singleton2.getInstance();
        System.out.println(singleton == singleton1);
        System.out.println("singleton.hashCode:" + singleton.hashCode());
        System.out.println("singleton1.hashCode:" + singleton1.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，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。优缺点和上面是一样的。
结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

5.5 懒汉式(线程不安全)

代码演示:

package com.bcl.singleton.懒汉.type1;

// 懒汉（线程不安全)
class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    //提供一个静态公有方法，当使用该方法时，采取创建instance
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

public class SingletonTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton == singleton1);
        System.out.println("singleton.hashCode:" + singleton.hashCode());
        System.out.println("singleton1.hashCode:" + singleton1.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

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.

5.6 懒汉式(线程安全，同步方法)

代码演示：

package com.bcl.singleton.懒汉.type2;

// 懒汉（线程安全，同步方法)
class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    //提供一个静态公有方法，当使用该方法时，采取创建instance
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

public class SingletonTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton == singleton1);
        System.out.println("singleton.hashCode:" + singleton.hashCode());
        System.out.println("singleton1.hashCode:" + singleton1.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

解决了线程安全问题
效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getInstance()方法都要进行同步。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 就行了。方法进行同步效率太低
结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

5.7 懒汉式 (线程安全，同步代码块)

不推荐使用

5.8 双重检查

代码演示:

package com.bcl.singleton.双端检索;

// 懒汉式（双端检索）
class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {

    }

    // 提供一个静态公有方法，加入双端检查代码，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
    // 可以保证效率和线程安全，推荐使用
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

public class SingletonTest05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("双重检查");
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
这样，实例化代码只用执行一次，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，推荐使用这种单例设计模式

5.9 静态内部类

代码演示：

package com.bcl.singleton.静态内部类;

// 懒汉式（静态内部类）
class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {

    }

    public static class SingletonInstance {
        private static final Singleton instance = new Singleton();

        public static Singleton getInstance() {
            return instance;
        }
    }
}

public class SingletonTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("静态内部类");
        Singleton instance = Singleton.SingletonInstance.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.SingletonInstance.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

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 类被装载时并不会立即实例化，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 的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM 帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
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

5.10 枚举

代码演示:

package com.bcl.singleton.枚举;

// 懒汉式（枚举）
enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void sayOk() {

    }
}

public class SingletonTest07 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("枚举");
        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}

优缺点说明：

这借助 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 提倡的方式

5.11 单例在JDK应用的源码分析

单例模式在 JDK 应用的源码分析

我们 JDK 中，java.lang.Runtime 就是经典的单例模式(饿汉式)
代码分析+Debug 源码+代码说明

5.12 注意事项和细节说明

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类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用 new
单例模式使用的场景：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)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session 工厂等)

标签：Singleton,singleton,模式,hashCode,instance,线程,单例,println
来源： https://blog.csdn.net/bochuangli/article/details/122688107

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5.创建者模式之单例模式

5.1 单例设计模式介绍

5.2 单例设计模式八种方式

5.3 饿汉式（静态常量）

5.4 饿汉式（静态代码块）

5.5 懒汉式(线程不安全)

5.6 懒汉式(线程安全，同步方法)

5.7 懒汉式 (线程安全，同步代码块)

5.8 双重检查

5.9 静态内部类

5.10 枚举

5.11 单例在JDK应用的源码分析

5.12 注意事项和细节说明