設計模式:單例模式

来源:https://www.cnblogs.com/Chenjiabing/archive/2020/04/04/12631368.html

什麼是單例模式 單例模式(Singleton Pattern)是一個比較簡單的模式,實際應用很廣泛,比如 Spring 中的Bean實例就是一個單例對象。 文章首發於作者微信公眾號【碼猿技術專欄】設計模式:單例模式,原創不易,喜歡的支持一下!!!! 定義:確保某一個類 只有一個實例,而且自行實例化並 ...


什麼是單例模式

  • 單例模式(Singleton Pattern)是一個比較簡單的模式,實際應用很廣泛,比如 Spring 中的Bean實例就是一個單例對象。
  • 文章首發於作者微信公眾號【碼猿技術專欄】設計模式:單例模式,原創不易,喜歡的支持一下!!!!
  • 定義:確保某一個類 只有一個實例,而且自行實例化並向整個系統提供這個實例。

單例模式的優缺點

  • 評價任何一種事務都要從兩個方面去看,不能單一的評價。下麵來看看單例模式有什麼優缺點。

優點

  • 只有一個實例,減少了記憶體的開銷,尤其是頻繁的創建和銷毀實例。
  • 單例模式可以避免對資源的多重占用,例如一個寫文件動作,由於只有一個實例存在 記憶體中,避免對同一個資源文件的同時寫操作。
  • 單例模式可以在系統設置全局的訪問點,優化和共用資源訪問,例如可以設計一個單 例類,負責所有數據表的映射處理。

缺點

  • 單例模式一般沒有介面,很難擴展(根據環境而定)。
  • 單例模式與單一職責原則有衝突。一個類應該只實現一個邏輯,而不關心是否是單例的。

單例模式的實現

  • 單例模式有很多的實現方式,但是各種實現的方式都有其優缺點,下麵來看看各種的實現方式。
  • 單例模式的實現滿足以下幾點:
    • 構造方法私有。
    • 有一個靜態方法獲取該類的實例。
    • 該類保證只有一個實例。

懶漢式

  • 懶漢式是當用到這個對象的時候才會創建。
  • 優點:只有用到的時候才會創建這個對象,因此節省資源。
  • 簡單的實現如下:
public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
  
    public static Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}
 
  • 上面的代碼算是基本滿足了單例模式,但是不能滿足線程安全,一旦在多線程的環境下仍然是不能保證該類是單例的。
  • 如何保證線程安全,當然是加鎖了,我們可以加線程同步鎖synchronized,實現如下:
public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}
 
  • 此種實現方式雖然滿足了線程安全,但是加鎖勢必會影響性能。

餓漢式

  • 餓漢式和懶漢式恰巧相反,在類載入的時候就創建實例。
  • 優點:還沒用到就創建,浪費資源。
  • 缺點:在類載入的時候就創建,線程安全。
  • 實現如下:
public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}
 

雙重校驗鎖

  • 屬於懶載入的一種實現方式,採用雙重校驗的機制,在多線程的情況仍然保持高性能。
  • 實現如下:
public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  
        synchronized (Singleton.class) {  
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}

 

 

匿名內部類/靜態內部類

  • 利用靜態變數、靜態代碼塊、靜態方法都是在類載入的時候只載入一次的原理。
  • 實現如下:
public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}
 

總結

  • 單例模式的實現雖然很簡單,但是也要確保實現的性能和線程安全的問題。
  • 單例模式的實現主流的就是以上介紹的幾種,分別是懶漢式線程不安全懶漢式線程安全餓漢式雙重校驗鎖的實現靜態內部類的實現。這幾種方式各有優缺點,陳某推薦使用靜態內部類的實現方式。
  • 單例模式也是Spring使用的一種設計模式,保證了Bean的單實例才能管理和監控Bean的創建和銷毀。

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