設計模式之單例模式

2021-08-21 04:05:52 字數 3096 閱讀 9097

單例模式,是一種常用的軟體設計模式。通過單例模式可以保證系統中,應用該模式的類乙個類只有乙個例項。即乙個類只有乙個物件例項。

單例模式有以下特點:

(1)只能有乙個例項。

建立例項的方法有很多種,最常用的就是通過構造方法new

,通過類實現轉殖介面來轉殖乙個例項,通過反射的方法以及反序列化。既然要保證只有乙個例項,那麼就得阻斷這幾個建立例項的方法,所以單例模式的類要做到:

(2)自己建立自己的唯一例項。

既然構造方法是私有的,外界各種可能建立乙個新例項的方法都被阻斷了,那麼就只能在類的內部自己建立。

單例模式有很多種寫法,大部分寫法都或多或少有一些不足。常見的有餓漢模式以及懶漢模式

1、餓漢模式(使用靜態常量或者靜態**塊):

public class singleton 

*/// 方法2

private singleton()

public static singleton getinstance()

}

優點:這種寫法比較簡單,就是在類裝載的時候就完成例項化。避免了執行緒同步問題。

缺點:在類裝載的時候就完成例項化,沒有達到延遲載入的效果。如果從始至終從未使用過這個例項,則會造成記憶體的浪費。

2、懶漢模式(非執行緒安全)

public class singleton 

public static singleton getinstance()

return singleton;

}}

優點:這種寫法比較簡單,能達到延遲載入的效果。

缺點:執行緒不安全,只能在單執行緒的情況下使用,多執行緒的情況下可能那個會產生多個例項。

3、懶漢模式(執行緒安全,同步方法)

public class singleton 

public static synchronized singleton getinstance()

return singleton;

}}

優點:能達到延遲載入的效果,通過對getinstance()進行執行緒同步解決了寫法2中多執行緒的情況下可能那個會產生多個例項的問題。

缺點:效率太低了,每個執行緒在想獲得類的例項時候,執行getinstance()方法都要進行同步。而其實這個方法只執行一次例項化**就夠了,後面的想獲得該類例項,直接return就行了。

4、懶漢模式(同步**塊)

public class singleton 

public static singleton getinstance()

}return singleton;

}}

優點:能達到延遲載入的效果

缺點:這種同步並不能起到執行緒同步的作用。跟第2種實現方式遇到的情形一致,假如乙個執行緒進入了if (singleton == null)判斷語句塊,還未來得及往下執行,另乙個執行緒也通過了這個判斷語句,這時便會產生多個例項。

5、懶漢模式(同步**塊+雙重檢查)

public class singleton 

public static singleton getinstance() }}

return singleton;

}}

達到延遲載入的效果,執行緒安全,效率高,推薦使用。

6.靜態內部類

public class singleton 

private static class singletoninstance

public static singleton getinstance()

}

這種方式跟餓漢式方式採用的機制類似,但又有不同。兩者都是採用了類裝載的機制來保證初始化例項時只有乙個執行緒。不同的地方在餓漢式方式是只要singleton類被裝載就會例項化,沒有延遲載入的作用,而靜態內部類方式在singleton類被裝載時並不會立即例項化,而是在需要例項化時,呼叫getinstance方法,才會裝載singletoninstance類,從而完成singleton的例項化。達到延遲載入的效果,執行緒安全,效率高,推薦使用。

單例模式只允許建立乙個物件,因此節省記憶體,加快物件訪問速度,因此物件需要被公用的場合適合使用,如多個模組使用同乙個資料來源連線物件等等。如: 

1.需要頻繁例項化然後銷毀的物件。 

2.建立物件時耗時過多或者耗資源過多,但又經常用到的物件。 

3.有狀態的工具類物件。 

4.頻繁訪問資料庫或檔案的物件。 

以下都是單例模式的經典使用場景: 

1.資源共享的情況下,避免由於資源操作時導致的效能或損耗等。如上述中的日誌檔案,應用配置。 

2.控制資源的情況下,方便資源之間的互相通訊。如執行緒池等。 

應用場景舉例: 

1.外部資源:每台計算機有若干個印表機,但只能有乙個printerspooler,以避免兩個列印作業同時輸出到印表機。內部資源:大多數軟體都有乙個(或多個)屬性檔案存放系統配置,這樣的系統應該有乙個物件管理這些屬性檔案 

2. windows的task manager(任務管理器)就是很典型的單例模式(這個很熟悉吧),想想看,是不是呢,你能開啟兩個windows task manager嗎? 不信你自己試試看哦~ 

3. windows的recycle bin(**站)也是典型的單例應用。在整個系統執行過程中,**站一直維護著僅有的乙個例項。 

4. **的計數器,一般也是採用單例模式實現,否則難以同步。 

5. 應用程式的日誌應用,一般都何用單例模式實現,這一般是由於共享的日誌檔案一直處於開啟狀態,因為只能有乙個例項去操作,否則內容不好追加。 

6. web應用的配置物件的讀取,一般也應用單例模式,這個是由於配置檔案是共享的資源。 

7. 資料庫連線池的設計一般也是採用單例模式,因為資料庫連線是一種資料庫資源。資料庫軟體系統中使用資料庫連線池,主要是節省開啟或者關閉資料庫連線所引起的效率損耗,這種效率上的損耗還是非常昂貴的,因為何用單例模式來維護,就可以大大降低這種損耗。 

8. 多執行緒的執行緒池的設計一般也是採用單例模式,這是由於執行緒池要方便對池中的執行緒進行控制。 

9. 作業系統的檔案系統,也是大的單例模式實現的具體例子,乙個作業系統只能有乙個檔案系統。 

設計模式之單例模式

前一段時間買了一本秦小波寫的 設計模式之禪 網上對這書的評價很高。現在還沒有看很多,但是有些地方頗有感觸,也並不是所有的地方都能看懂,但是會慢慢研究的。自己對於設計模式的感覺就是乙個字 牛!感覺會23種設計模式並且會熟練運用的人,真的就是大師級的牛人了,設計模式是乙個專案主管或者架構師一定要會的東西...

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