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Java设计模式:单例模式(Singleton Pattern)

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-09-02
单例模式定义 单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。 经典的单例模式模型 // NOTE: This is not thread safe! public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance ; // other u


单例模式定义

单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。


经典的单例模式模型

// NOTE: This is not thread safe!

public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;

// other useful instance variables here

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}

// other useful methods here
}

1)私有的构造函数确保了外部无法创建该类。

2)利用一个静态私有的自身类变量来保存自身的唯一实例。

3)公有的静态方法提供了入口,用类名可以直接调用

4)首次调用getIntance()时,会创建该类的实例并保存该实例

5)再次调用getIntance()时,不会创建该类的实例,直接调用保存的实例

3)4)5)点优点:静态访问(类似全局变量),延迟实例化;缺点:线程不安全


当使用多线程时,如果多个线程同时走到

if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}

就会同时创建多个实例。

那怎么办呢?

方法1)

只要把getInstance() 这个全局访问点改成同步即可

public static synchronized Singleton getInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}

synchronized 关键字可以迫使每个线程进入到这个方法之前,都要先等候其它线程离开该方法,也就是说不会有两个线程可以同时进入到这个方法。

但问题来了:

只有当实例变量没有创建之前这个同步是真正需要的,当实例被创建出来之后,这个同步就变的没有意义了;

你要知道,同步会使用程序效率降低。

如果getInstance()不是太频繁,它的性能对程序不是很关键,可以使用这个方法不用理会。

但如果getInstance()太频繁,你就要优化了。

所以

解决方案:

方法2)立即创建实例,而不是延迟实例化

public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
return uniqueInstance;
}
}

这种做法使JVM在加载这个类时马上创建此类的唯一的单例实例。这样保证在任何线程访问实例变量时,实例变量一定先创建了。

方法3)双重检查加锁(double-checked locking),减少 getInstance()中使用同步

要点:检查实例是否已创建,如果未创建,才同步

public class Singleton {
private volatile static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
if (uniqueInstance == null) { //检查实例,如果不存在,就进入同步区域
synchronized (Singleton.class) { // 只有第一次才会执行这里的同步区域
if (uniqueInstance == null) { // 进入区域后,再检查一次,如果仍是null,才创建实例
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}

volatile 关键字可以确保变量被真正读取或保存。

这个做法可以帮助我们大大减少getInstance()时间上的耗费。


3种方法的适用性

方法1):保证可行的最直接做法,没有对性能上的任何考虑

方法2):静态初始化实例,直接先实例化一个实例(看似先浪费了内存),但这个实例我们一定会创建,也不是不能接受

方法3):确保使用Java5以上版本。






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