建立型模式 單例模式

2021-09-13 13:51:05 字數 3514 閱讀 7850

簡介

姓名:單例模式

英文名:singleton pattern

價值觀:我的生活我主宰(只允許自己例項化,不願意被其他物件例項化)

個人介紹

ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.(確保某乙個類只有乙個例項,而且自行例項化並向整個系統提供這個例項。)

(來自《設計模式之禪》)

這裡的關注點有 3 個,分別是:

1. 只有乙個例項

2. 自行例項化(也就是主動例項化)

3. 向整個系統提供這個例項

你要的故事

我們腦洞大開來用乙個故事講解一番。

小明家裡有一輛小汽車,具體什麼牌子就不知道了,咱也不關注,反正他家裡就這麼一輛車,小明比較懶,只要一出門都會開車,例如去旅遊、去學校、去聚會都會開車去。下面模擬小明出去的場景。

class car 

}class xiaoming

public car gotoschool()

public car gettogether()

}public class singletonerrortest

}

上面小汽車只有乙個方法,就是走。小明去旅遊、去學校、參加聚會都開著他唯一的一輛汽車車去。是不是有人有疑問?為什麼每個方法都返回 car 物件?其實只是想在下面做一次檢查,檢查小明去旅遊、去學校和參加聚會的車是不是同一輛。下面是檢查**:

system.out.println("car1 == car2 ? " + (car1 == car2));

system.out.println("car2 == car3 ? " + (car2 == car3));

最終結果是啥?很明顯是 2 個 false。小明去旅遊、去學校和參加聚會的車都不相同,小明不是只有 1 輛車?關鍵在於 car car = new car(); 這一句**,其實這一句是建立一輛車,每次都重新建立一輛。那應該怎麼實現小明只有一輛車呢?這時候就引入了單例模式

上面我們說到了單例模式需要具備的 3 個點:只有 1 個例項,很顯然,上面的**不止 1 個例項,而是有 3 個 car 例項;自行例項化,car 本身沒有主動例項化,而是在小明需要用到的時候才例項化;向整個系統提供這個例項,因為 car 沒有主動例項化,所以它沒法向外部暴露提供自己出來。

我們的**完全不符合單例模式的要求。我們要通過修改,使之符合單例模式的 3 個要點。首先需要實現的是第 2 點,把 car 例項化從小明轉為 car 本身,如下**:

class car1

public void run()

}

上面**使用 private 修飾構造方法,使得 car1 不能被其他使用方例項化,通過 car1 car1 = new car1(); 主動例項化自己。

接下來再實現第 3 點,向整個系統暴露這個例項,也就是暴露它自己。每個使用方都呼叫 car1.getinstance() 方法來獲取例項。

class car1

private car1()

public void run()

}

上面**就實現了單例模式的 2 和 3 要點,第 1 要點要怎麼實現呢?告訴你,不用實現,只要滿足了 2 和 3 要點就可以,第 1 要點是用來檢驗是否是單例模式的好思路。我們檢驗一下

class car1

private car1()

public void run()

}class xiaoming1

public car1 gotoschool()

public car1 gettogether()

}public class singletonrighthungrytest

}

上面**最後兩行列印出來的結果是啥?是我們想要的:2 個 true。說明小明這幾次外出開的車都是同一輛。這是最簡單的單例模式的實現方式,我們經常稱作餓漢式單例模式。為什麼起這麼古怪的名字呢?其實和對應的懶漢式單例模式有關,這是 2 個實現方式的差別,餓漢式單例模式實現方式在類載入到記憶體的時候,就建立好物件了,而懶漢式則是在第一次使用的時候才建立物件,也就是把建立物件的時機從載入延遲到第一次使用,所以才有懶餓之分。

下面我們來看怎麼實現懶漢式單例模式。先描述一下場景:小明還沒有汽車,他也不知道什麼時候要買汽車,突然某一天,他想去旅遊,覺得是時候買輛車了,然後他就買車去旅遊了,旅遊回來又開車去學校和參加聚會。

class car2

return car2;

}private car2()

public void run()

}class xiaoming2

public car2 gotoschool()

public car2 gettogether()

}public class singletonrightlazytest

}小明去旅遊

買車啦。。。

走。。。。

小明去學校

走。。。。

小明參加聚會

走。。。。

car1 == car2 ? true

car2 == car3 ? true

上面附帶了列印出來的結果,小明要去旅遊的時候,才去買車。這就是懶漢式單例模式的實現方式。

要注意懶漢式單例模式有個很關鍵的一點就是 getinstance() 方法帶上了 synchronized,這個是為什麼呢?

首先得了解關鍵字 synchronized 的作用是什麼:用於修飾執行方法同步,也就是說多執行緒併發的情況下,在乙個時間點,只允許乙個執行緒執行這個方法。

不加上這個會有什麼結果?在多執行緒併發情況下,如果有 2 個執行緒同時執行到 if(null == car2),那麼都判斷為 true,這時 2 個執行緒都會執行 car2 = new car2(),這樣子就不是單例了。

總結

單例模式可以說是設計模式中最簡單的乙個,也是在工作中很多場景下經常用到的,比如:專案的配置檔案載入、各種工具類等等。我們對於單例模式最重要的一點就是要考慮多執行緒併發,沒有考慮這點就容易引發單例物件不單例的情況。而單例給我們帶來最大的好處就是節約記憶體

上面實現的兩種方法是單例模式中最最最簡單的 2 種實現,相信也是用得最多的實現方式。網上有不少網友分享了單例模式的很多種實現方法,大家也可以去了解,在了解之前務必已經搞懂文中這 2 種最簡單的實現方式,不然會頭暈的。

建立型模式 單例模式

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