1.1 单例模式介绍
所谓类的单例设计模式,就是采取肯定的办法保障在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个获得其对象实例的办法(静态方法)。
比方 Hibernate 的 SessionFactory,它充当数据存储源的代理,并负责创立 Session 对象。SessionFactory 并不是轻量级的,个别状况下,一个我的项目通常只须要一个 SessionFactory 就够,这是就会应用到单例模式。
单例模式八种形式
- 饿汉式 (动态常量)
- 饿汉式(动态代码块)
- 懒汉式(线程不平安)
- 懒汉式(线程平安,同步办法)
- 懒汉式(线程平安,同步代码块)
- 双重查看
- 动态外部类
- 枚举
1.2 饿汉式(动态常量)
利用实例
步骤如下:
- 结构器私有化 (避免 new)
- 类的外部创建对象
- 向外裸露一个动态的公共办法
getInstance
-
代码实现
public class SingletonDemo01 {public static void main(String[] args) {Singleton01 instance01 = Singleton01.getInstance(); Singleton01 instance02 = Singleton01.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); } } /** * 饿汉式 -- 动态常量 */ class Singleton01 { // 1. 构造方法私有化,内部不能 new private Singleton01() {} // 2. 定义动态变量 public final static Singleton01 instance = new Singleton01(); // 3. 向外裸露一个静态方法 public static Singleton01 getInstance() {return instance;} }
优缺点阐明
- 长处:这种写法比较简单,就是在类装载的时候就实现实例化,防止了线程同步问题。
- 毛病:在类装载的时候就实现实例化,没有达到 LazyLoading 的成果。如果从始至终从未应用过这个实例,则会造成内存的节约。
- 这种形式基于 classloder 机制防止了多线程的同步问题,不过,instance 在类装载时就实例化,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 办法,然而导致类装载的起因有很多种,因而不能确定有其余的形式(或者其余的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 就没有达到 lazyloading 的成果。
- 论断:这种单例模式可用,可能造成内存节约。
1.3 饿汉式(动态代码块)
利用实例
public class SingletonDemo02 {public static void main(String[] args) {Singleton02 instance01 = Singleton02.getInstance();
Singleton02 instance02 = Singleton02.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 饿汉式 -- 动态代码块
*/
class Singleton02 {
// 1. 构造方法私有化,内部不能 new
private Singleton02() {}
// 2. 定义动态变量
public static Singleton02 instance;
// 3. 动态代码块
static {instance = new Singleton02();
}
// 4. 向外裸露一个静态方法
public static Singleton02 getInstance() {return instance;}
}
优缺点阐明
- 这种形式和下面的形式其实相似,只不过将类实例化的过程放在了动态代码块中,也是在类装载的时候,就执行动态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和下面是一样的。
- 论断:这种单例模式可用,然而可能造成内存节约。
1.4 懒汉式(线程不平安)
利用实例
public class SingletonDemo03 {public static void main(String[] args) {Singleton03 instance01 = Singleton03.getInstance();
Singleton03 instance02 = Singleton03.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 懒汉式 -- 线程不平安
*/
class Singleton03 {
// 1. 构造方法私有化,内部不能 new
private Singleton03() {}
// 2. 创立动态常量
private static Singleton03 instance;
// 3. 创立静态方法,供内部调用,当须要实例时,才去创立 instance
public static Singleton03 getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton03();
}
return instance;
}
}
优缺点阐明
- 起到了 LazyLoading 的成果,然而只能在单线程下应用。
- 如果在多线程下,一个线程进入了
if(singleton==null)
判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例,造成线程不平安,所以在多线程环境下不可应用这种形式。 - 论断:在理论开发中,不要应用这种形式.
1.5 懒汉式(线程平安,同步办法)
利用实例
public class SingletonDemo04 {public static void main(String[] args) {Singleton04 instance01 = Singleton04.getInstance();
Singleton04 instance02 = Singleton04.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 懒汉式 -- 线程平安
*/
class Singleton04{
// 1. 构造方法私有化,内部不能 new
private Singleton04() {}
// 2. 创立动态常量
private static Singleton04 instance;
// 3. 创立静态方法,供内部调用,当须要实例时,才去创立 instance
// 4. 退出 synchronized 关键字,解决线程不齐全问题
public static synchronized Singleton04 getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton04();
}
return instance;
}
}
优缺点阐明
- 解决了线程平安问题。
- 效率太低了,每个线程在想取得类的实例时候,执行
getInstance()
办法都要进行同步。而其实这个办法只执行一次实例化代码就够了,前面的想取得该类实例,间接 return 就行了。办法进行同步效率太低。 - 论断:在理论开发中,不举荐应用这种形式。
1.6 懒汉式(线程平安,同步代码块)
利用实例
public class SingletonDemo05 {public static void main(String[] args) {Singleton05 instance01 = Singleton05.getInstance();
Singleton05 instance02 = Singleton05.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 懒汉式 -- 线程平安 -- 同步代码块
*/
class Singleton05{
// 1. 构造方法私有化,内部不能 new
private Singleton05() {}
// 2. 创立动态常量
private static Singleton05 instance;
// 3. 创立静态方法,供内部调用,当须要实例时,才去创立 instance
// 4. 应用同步代码块
public static Singleton05 getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton05.class) {instance = new Singleton05();
}
}
return instance;
}
}
优缺点阐明
- 论断:在理论开发中,不能应用这种形式。
1.7 双重查看
利用实例
public class SingletonDemo06 {public static void main(String[] args) {Singleton06 instance01 = Singleton06.getInstance();
Singleton06 instance02 = Singleton06.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 双重查看
*/
class Singleton06 {
// 1. 构造方法私有化,内部不能间接 new
private Singleton06 () {}
// 2. 创立动态常量
private static Singleton06 instance;
// 3. 提供静态方法,供内部调用
// 4. 应用双重查看,即实现了懒加载的成果,又保障了线程平安,举荐应用
public static Singleton06 getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton06.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton06();
}
return instance;
}
}
return instance;
}
}
优缺点阐明
- Double-Check 概念是多线程开发中常应用到的,如代码中所示,咱们进行了两次
if(singleton==null)
查看,这样就能够保障线程平安了。 - 这样,实例化代码只用执行一次,前面再次拜访时,判断
if(singleton==null)
,间接return
实例化对象,也防止的重复进行办法同步。 - 线程平安、提早加载、效率较高。
- 论断:在理论开发中,举荐应用这种单例设计模式。
1.8 动态外部类
利用实例
public class SingletonDemo07 {public static void main(String[] args) {Singleton07 instance01 = Singleton07.getInstance();
Singleton07 instance02 = Singleton07.getInstance();
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 应用动态外部类的形式实现单例模式
*/
class Singleton07 {
// 1. 构造方法私有化,内部不能间接 new
private Singleton07() {}
// 2. 创立一个动态外部类
private static class Singleton07Instance {private static final Singleton07 INSTANCE = new Singleton07();
}
// 3. 创立一个静态方法,供内部调用
// 4.JVM 在加载类的时候不会加载动态外部类,在应用到动态外部类的时候才会加载,这样既保证了懒加载的成果,又保障了线程平安
public static Singleton07 getInstance() {return Singleton07Instance.INSTANCE;}
}
优缺点阐明
- 这种形式采纳了类装载的机制来保障初始化实例时只有一个线程。
- 动态外部类形式在 Singleton 类被装载时并不会立刻实例化,而是在须要实例化时,调用
getInstance
办法,才会装载 SingletonInstance 类,从而实现 Singleton 的实例化。 - 类的动态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM 帮忙咱们保障了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无奈进入的。
- 长处:防止了线程不平安,利用动态外部类特点实现提早加载,效率高。
- 论断:举荐应用。
1.9 枚举
利用实例
public class SingletonDemo08 {public static void main(String[] args) {
Singleton08 instance01 = Singleton08.INSTANCE;
Singleton08 instance02 = Singleton08.INSTANCE;
System.out.println(instance01 == instance02); // true
System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode());
System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode());
}
}
/**
* 应用枚举的形式实现单例模式
*/
enum Singleton08 {INSTANCE;}
优缺点阐明
- 这借助 JDK 1.5 中增加的枚举来实现单例模式,不仅能防止多线程同步问题,而且还能避免反序列化从新创立新的对象。
- 这种形式是 EffectiveJava 作者 JoshBloch 提倡的形式。
- 论断:举荐应用。
1.10 单例模式在 JDK 利用的源码剖析
- JDK 中,
java.lang.Runtime
就是经典的单例模式(饿汉式) -
代码剖析 + Debug 源码 + 代码阐明
public class Runtime { // 应用动态常量的形式实现单例模式 private static Runtime currentRuntime = new Runtime(); /** * Returns the runtime object associated with the current Java application. * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance * methods and must be invoked with respect to the current runtime object. * * @return the <code>Runtime</code> object associated with the current * Java application. */ public static Runtime getRuntime() {return currentRuntime;} /** Don't let anyone else instantiate this class */ private Runtime() {} }
1.11 单例模式注意事项和细节阐明
- 单例模式保障了零碎内存中该类只存在一个对象,节俭了系统资源,对于一些 须要频繁创立销毁的对象,应用单例模式能够进步零碎性能。
- 当想实例化一个单例类的时候,必须要记住应用相应的获取对象的办法,而不是应用 new。
- 单例模式应用的场景:须要频繁的进行创立和销毁的对象、创建对象时耗时过多或消耗资源过多(即:重量级对象),但又常常用到的对象、工具类对象、频繁拜访数据库或文件的对象(比方数据源、session 工厂等)。