JAVA設計模式之單例模式

2021-08-10 10:51:13 字數 2269 閱讀 8336

1、單例類只能有乙個例項。

2、單例類必須自己建立自己的唯一例項。

3、單例類必須給所有其他物件提供這一例項。

單例模式確保某個類只有乙個例項,而且自行例項化並向整個系統提供這個例項。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。

懶漢式;餓漢式;

public class singleton

//靜態工廠的方法

public static singleton getinstance()

return singleton;

}

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,保證了懶漢式單例的執行緒安全,如果你第一次接觸單例模式,對執行緒安全不是很了解,可以先跳過下面這三小條,去看餓漢式單例,等看完後面再回頭考慮執行緒安全的問題:

1、在getinstance方法上加同步

public static synchronized singleton getinstance()     

return single;

}

2、雙重檢查鎖定

public static singleton getinstance()     

}

}

return singleton;

}

3、靜態內部類

public class singleton     

private singleton (){}

public static final singleton getinstance()

}

這種比上面1、2都好一些,既實現了執行緒安全,又避免了同步帶來的效能影響。

public class singleton1   

private static final singleton1 single = new singleton1();

//靜態工廠方法

public static singleton1 getinstance()

}

從名字上來說,餓漢和懶漢,

餓漢就是類一旦載入,就把單例初始化完成,保證getinstance的時候,單例是已經存在的了,

而懶漢比較懶,只有當呼叫getinstance的時候,才回去初始化這個單例。

另外從以下兩點再區分以下這兩種方式:

1、執行緒安全:

餓漢式天生就是執行緒安全的,可以直接用於多執行緒而不會出現問題,

懶漢式本身是非執行緒安全的,為了實現執行緒安全有幾種寫法,分別是上面的1、2、3,這三種實現在資源載入和效能方面有些區別。

2、資源載入和效能:

餓漢式在類建立的同時就例項化乙個靜態物件出來,不管之後會不會使用這個單例,都會佔據一定的記憶體,但是相應的,在第一次呼叫時速度也會更快,因為其資源已經初始化完成,

而懶漢式顧名思義,會延遲載入,在第一次使用該單例的時候才會例項化物件出來,第一次呼叫時要做初始化,如果要做的工作比較多,效能上會有些延遲,之後就和餓漢式一樣了。

至於1、2、3這三種實現又有些區別,

第1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2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,這樣也是執行緒安全的,同時避免了每次都同步的效能損耗

第3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。

什麼是執行緒安全?

如果你的**所在的程序中有多個執行緒在同時執行,而這些執行緒可能會同時執行這段**。如果每次執行結果和單執行緒執行的結果是一樣的,而且其他的變數的值也和預期的是一樣的,就是執行緒安全的。

或者說:乙個類或者程式所提供的介面對於執行緒來說是原子操作,或者多個執行緒之間的切換不會導致該介面的執行結果存在二義性,也就是說我們不用考慮同步的問題,那就是執行緒安全的。

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