JavaEE基础知识学习----单例模式

为什么存在单例模式

有些对象我们只需要一个,比如线程池,缓存,对话框,处理偏好设置和注册表的对象,或者日志对象 ,实质上,这些对象只能有一个实例,如果存在多个实例,就会导致许多问题,例如,程序的行为异常,资源使用过度等,因为这样,所以就出现了单例模式。

单例模式实现

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public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;//利用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例

private Singleton (){}// 将构造器声明为私有的,只有singleton内部可以调用构造器

// 使用getInstance来创建实例,其中uniqueInstance是一个静态变量,为空表示没有创建实例,不为空则直接返回该实例
public static Singleton getInstance(){
if(uniqueInstance == null){
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}

在《Head First》书中有这样一个场景,就是两个线程都要执行单例模式中的代码,就会创建两个实例对象,如下图

处理多线程

使用synchronized关键字,将getInstance方法改为同步方法。

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public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;//利用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例

private Singleton (){}// 将构造器声明为私有的,只有singleton内部可以调用构造器

// 使用getInstance来创建实例,其中uniqueInstance是一个静态变量,为空表示没有创建实例,不为空则直接返回该实例
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(uniqueInstance == null){
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}

直接初始化静态变量,这样也可以保证线程安全

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public class Singleton {
//利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
//直接初始化静态变量,这样就可以确保线程的安全
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

private Singleton (){}// 将构造器声明为私有的,只有singleton内部可以调用构造器
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	public static  Singleton getInstance(){

return uniqueInstance;
}
}

使用“双重检查加锁”的方式,在getInstance()中减少使用同步

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public class Singleton {
/**
* 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
* volatile关键词确保:当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,
* 多个线程正确的处理uniqueInstance变量
*/
private volatile static Singleton uniqueInstance;
/**
* 构造器私有化,只有Singleton内部才可以调用构造器
*/
private Singleton(){}
/**
* 检查实例,不存在就进入同步区域,这样一来,就只会在第一次同步
*
*/
public static Singleton getInstance(){
if(uniqueInstance == null){
synchronized (Singleton.class) {
if(uniqueInstance == null){
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}

单例模式的优缺点

  1. 节约了系统资源,由于系统中只存在一个实例对象,对于一些需要频繁创建和销毁对象的系统而言,单例模式就节约了系统资源和提高了系统的性能。
  2. 因为单例封装了它的唯一实例,所以它可以严格控制客户 怎样以及何时访问它。
  3. 由于单例模式没有抽象层,因此单例类的扩展就有很大的困难。
  4. 单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。

单例模式使用场景

  1. 系统只需要一个实例对象,如系统要求提供一个唯一的序列号生成器,或者需要考虑资源消耗太大而允许创建一个对象。
  2. 客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点,除了该公共访问点,不能通过其他途径访问该实例。

小结

  1. 单例模式确认程序一个类只有一个实例。
  2. 单例模式中的构造器是私有的,而且它必须要提供实例的全局访问点。
  3. 单例模式可能会因为多线程的问题存在安全隐患。
曹辰 wechat
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