單例設計模式

2021-07-30 01:16:22 字數 2229 閱讀 8823

單例模式又叫做單態模式或者單件模式。在gof書中的定義:保證乙個類僅有乙個例項,並提供乙個訪問它的全域性訪問點。

單例模式的目的就是要控制特停的類只產生乙個物件,當然也允許在一定情況下靈活的改變物件的個數。乙個類的物件的產生是由建構函式來完成的,如果想限制物件的產生,乙個辦法就是將建構函式變為私有的(至少是受保護的),使得外部的類不能通過引用來產生物件,同時為了保證類的可用性,就必須提供乙個自己的物件以及訪問這個物件的靜態方法。

單例模式可分為有狀態和無狀態的。有狀態的單例物件一般也是可變的單例物件,多個單態物件在一起就可以作為乙個狀態倉庫一樣向外提供服務。沒有狀態的單例物件也就是不變單例物件,僅用作提供工具函式。在計算機系統中,執行緒池、快取、日誌物件、對話方塊、印表機、顯示卡的驅動程式物件常被設計成單例。這些應用都或多或少具有資源管理器的功能。每台計算機可以有若干個印表機,但只能有乙個printer spooler,以避免兩個列印作業同時輸出到印表機中。每台計算機可以有若干通訊埠,系統應當集中管理這些通訊埠,以避免乙個通訊埠同時被兩個請求同時呼叫。總之,選擇單例模式就是為了避免不一致狀態,避免政出多頭。

//餓漢試

public

class singleton

//靜態工廠方法,提供了乙個供外部訪問得到物件的靜態方法

public

static singleton getinstance()

}

餓漢式在類建立的同時就已經建立好乙個靜態的物件供系統使用,以後不再改變,天生就是執行緒安全的。

//懶漢式

public

class singleton

//在靜態工廠方法內部例項化物件

public

static singleton getinstance()

return instance;}}

singleton通過將構造方法限定為private避免了類在外部被例項化,在同乙個虛擬機器範圍內,singleton的唯一例項只能通過getinstance()方法訪問。

但是以上懶漢式單例的實現沒有考慮執行緒安全問題,它是執行緒不安全的,併發環境下很可能出現多個singleton例項,要實現執行緒安全,有以下三種方式,都是對getinstance這個方法改造。

/在靜態工廠方法內部例項化物件,並且使用synchronized關鍵字

//雙重檢查鎖定不是執行緒安全的,需要使用volatile關鍵字

private

static

volatile singleton singleton = null;

public

static singleton getinstance()}}

return singleton;

}

在併發環境下的單例實現方式,我們通常可以採用雙重檢查加鎖(double-check-lock)的方式來實現。

public

class singleton

//空參構造

private

singleton()

public

static final singleton getinatance()

}

使用內部類,即實現了執行緒安全,又避免了同步帶來的效能問題。

三種懶漢模式的區別第一種,在方法呼叫上加了同步,雖然執行緒安全了,但是每次都要同步,會影響效能,畢竟99%的情況下是不需要同步的。

第二種,在getinstance中做了兩次null檢查,確保了只有第一次呼叫單例的時候才會做同步,但是不是執行緒安全的,如果要用這種方式,需要使用volatile關鍵字。可以避免了每次都同步的效能損耗。

第三種,利用了classloader的機制來保證初始化instance時只有乙個執行緒,所以也是執行緒安全的,同時沒有效能損耗,所以一般我傾向於使用這一種。

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