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单例模式

2022-07-15 09:31:29 阅读：114 来源： 互联网

标签：Singleton singleton 模式实例线程单例 static

简介

这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意

单例类只能有一个实例；
单例类必须自己创建自己的唯一实例；
单例类必须给所有其他对象提供这一实例；

作用：某个类在整个系统中只能有一个实例对象可以被获取和使用

优点

只生成一个实例，减少系统性能开销；
可以在系统设置全局访问点，优化共享资源访问；

缺点

没有接口
不能继承
与单一职责原则冲突
一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化

使用场景

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，（比如工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象）

注意：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；

synchronized关键字

在Java中，synchronized锁可能是我们最早接触的锁了

synchronized的作用

锁住类
锁住对象实例

synchronized的3个用法

静态方法加上关键字：那么它获取的就是这个类的锁，锁住的就是这个类
实例方法（也就是普通方法）加上关键字：那么它获取的就是这个累的锁，锁住的就是这个对象实例
方法中使用同步代码块（性能好）

volatile关键字

volatile是Java提供的一种轻量级的同步机制，在并发编程中，它也扮演着比较重要的角色同synchronized相比（synchronized通常称为重量级锁），volatile更轻量级。

可见性

所谓可见性，是指当一条线程修改了共享变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的。很显然，上述的例子中是没有办法做到内存可见性的。

实现

方式

饿汉式（线程安全，调用效率高，不能延时加载）
懒汉式（线程安全，调用效率不高，能延时加载）
懒汉式-双重检查锁式（JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题）
静态内部类式（线程安全，调用效率高，能延时加载）
枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载）

饿汉式

class Singleton{
    //饿汉式，类加载的时候就进行初始化，避免了线程的同步问题
	private static final Singleton singleton = new Singleton();
	private Singleton() {} //只能在当前类访问它，不能被继承，不能被其他程序用new创建实例对象
    public static Singleton getSingleTon(){
        return singleton;
    }
}

优点：写法简单

缺点：如果从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费，也没有达到延迟加载的效果

懒汉式

class Singleton{
	private static Singleton singleton;
	private Singleton() {} //将构造器 私有化，防止外部调用    
	//懒汉式，在第一次调用的时候，即getInstance()方法才进行初始化
	public synchronized static Singleton getInstance() {
		if (singleton ==null) {   //如果为空，创建本实例
			singleton\=new Singleton();
		}
		return singleton;
	}
}

优点：起到了延迟加载的效果，但只能在单线程下使用

缺点：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；

懒汉式-双重检查锁式

在双重检查锁中，代码会检查两次单例类是否有已存在的实例

一次加锁，一次不加锁，一次确保不会有多个实例被创建

class Singleton{
	//为了解决访问的是一个初始化未完成的对象，用volatile关键字修饰
    //使用了关键字后，重排序被禁止，所有的写操作都将发生在读操作之前
	private volatile static Singleton singleton;
	private Singleton() {}
	public static Singleton getInstance() {
        if (null == singleton) {  //先判断对象是否已经被初始化，再决定要不要加锁
		synchronized (Singleton.class) {
			if (null == singleton) {
				singleton =new Singleton();
			}
		}
       }
       return singleton;
	}
}

优点：在浪费性能的情况下，解决了在多线程的情况下，这样写可能会导致singleton有多个实例

静态内部类式

//懒汉式：静态内部类形式
public class SingleTon {
    private SingleTon(){}
    private static class Inner{
        private static final SingleTon SINGLE_TON = new SingleTon();
    }
    
    public static SingleTon getSingleTon(){
        return Inner.SINGLE_TON;
    }
}

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

缺点：在类进行初始化时，别的线程是无法进入的

枚举单例

借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式

/*
* 枚举类型：表示该类型的对象是有限的几个
* 我们可以限定为一个，就成了单例
*/
public enum SingleTon {
    INSTANCE;
}

优点：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

标签：Singleton,singleton,模式,实例,线程,单例,static
来源： https://www.cnblogs.com/KeFeng/p/16480168.html

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