设计模式之——单例模式
来源:互联网 发布:vue.js ide工具 编辑:程序博客网 时间:2024/06/02 06:10
1. 核心作用
保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该实例的全局访问点。
2. 常见应用场景
- windows的任务管理器,典型的单例模式(多次打开,始终只有一个)
- windows的回收站,也是典型的单例应用
- 操作系统的文件系统
- 项目中读取配置文件的类,一般也只有一个对象
- 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步
- 应用程序的日志应用
- 数据库连接池的设计
- Application也是单例的典型应用(Servlet)
- Spring中每个bean默认是单例的
- 每个Servlet也是单例的
- Spring MVC框架中控制器对象也是单例
3. 单例模式的优点
- 减少系统性能开销
- 共享资源访问
4. 常见的五种单例实现方式
主要
- - 饿汉式(线程安全,调用效率高。但是,不能延迟加载)
- - 懒汉式(线程安全,调用效率不高。但是,可以延迟加载)
- 其他
- - 双重检测锁式(由于JVM底层内部调用模型原因,偶尔会出问题,不建议使用)
- - 静态内部类式(线程安全,调用效率高,可以延迟加载)
- - 枚举单例(线程安全,调用效率高,不能延迟加载,可以防止反射和反序列化漏洞)
4.1 饿汉式实现
public class SingletonDemo1 { // 类初始化时,立即加载这个对象(没有延迟加载的优势),加载类时,天然的线程安全 private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1(); // 私有构造器 private SingletonDemo1() {} // 方法不用同步,调用效率高 public static SingletonDemo1 getInstance() { return instance; }}// 饿汉式测试类public class Test { public static void main(String[] args) { SingletonDemo1 s1 = SingletonDemo1.getInstance(); SingletonDemo1 s2 = SingletonDemo1.getInstance(); System.out.println(s1 == s2); // 结果为true }}
要点: 饿汉式单例中,static变量会在类加载时初始化,虚拟机可以保证只加载一次该类,所以肯定不会发送并发访问问题。因此,可以省略synchronized关键字。
问题:如果只是加载本类,而不是要调用getInstance(),则会造成资源浪费。
4.2 懒汉式实现
public class SingletonDemo2 { // 只定义不初始化,实现延迟加载 private static SingletonDemo2 instance; // 私有构造器 private SingletonDemo2() {} // 需要同步,调用效率低 public static synchronized SingletonDemo2 getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingletonDemo2(); } return instance; }}// 懒汉式测试public class Test { public static void main(String[] args) { SingletonDemo2 s3 = SingletonDemo2.getInstance(); SingletonDemo2 s4 = SingletonDemo2.getInstance(); System.out.println(s3 == s4); // 结果为true }}
要点:延迟加载,真正用的时候才加载。
问题:需要的时候才加载,资源利用率高了,但是同步又导致并发的效率变低。
4.3 双重检测锁实现
public class SingletonDemo3 { private static SingletonDemo3 instance; // 私有构造器 private SingletonDemo3() {} public static SingletonDemo3 getInstance() { if(instance == null) { synchronized (SingletonDemo3.class) { if(instance == null) { instance = new SingletonDemo3(); } } } return instance; }}// 双重检查锁测试public class Test { public static void main(String[] args) { SingletonDemo3 s5 = SingletonDemo3.getInstance(); SingletonDemo3 s6 = SingletonDemo3.getInstance(); System.out.println(s5 == s6); // 结果为true }}
要点:将同步内容下放到if内部,提高了执行的效率(不必每次获取对象时都进行同步)。
问题:由于编译器和JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题,所以不建议使用。
4.4 静态内部类实现
public class SingletonDemo4 { private SingletonDemo4() { } private static class SingletonClassInstance { private static final SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4(); } public static SingletonDemo4 getInstance() { return SingletonClassInstance.instance; }}// 静态内部类测试public class Test { public static void main(String[] args) { SingletonDemo4 s7 = SingletonDemo4.getInstance(); SingletonDemo4 s8 = SingletonDemo4.getInstance(); System.out.println(s7 == s8); // 结果为true }}
要点:1) 外部类没有static属性,则不会像饿汉式那样立即加载对象;2) 只有调用getInstance才会加载静态内部类,且加载类是线程安全的;3) 兼备并发、高效和延迟加载的优势。
4.5 使用枚举实现
public enum SingletonDemo5 { // 枚举本身就代表了一个单例模式 INSTANCE; // 添加自己需要的操作 public void singleton() { }}// 枚举方法测试public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println(SingletonDemo5.INSTANCE == SingletonDemo5.INSTANCE); // 结果为true }}
要点:1) 实现简单;2) 枚举本身是单例,由JVM从根本上提供保障,避免通过反射和反序列化的引起的漏洞
问题:无延迟加载
5. 如何选择
单例对象,占用资源少,不需要延迟加载
枚举式 > 饿汉式
单例对象,占用资源多,需要延迟加载
静态内部类式 > 懒汉式
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