Java 单例模式简单介绍

何为单例模式

所谓类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证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取得其对象实例的方法。

实现思路

如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象,我们首先必须将类的构造器的访问权限 设置为private,这样,就不能用new操作符在类的外部产生类的对象了。

因为在类的外部开始还无法得到类的对象,只能调用该类的某个静态方法 以返回类内部创建的对象,静态方法只能访问类中的静态成员变量,所以,指向类内部产生的该类对象的变量也必须定义成静态的

单例模式的两种实现方式

饿汉式:立即加载,即在使用类的时候已经将对象创建完毕。

  • 优点:实现起来简单;没有多线程安全问题
  • 缺点:当类被加载的时候,会初始化static的实例,直到类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放实例所占有的内存,因此在某些特定条件下会耗费内存
java 复制代码
class Singleton {
    // 1.私有化构造器
    private Singleton() {
    }

    // 2.内部提供一个当前类的实例
    // 4.此实例也必须静态化
    private static Singleton single = new Singleton();

    // 3.提供公共的静态的方法,返回当前类的对象
    public static Singleton getInstance() {
        return single;
    }
}

懒汉式:延迟加载,即在调用静态方法时实例才被创建。

  • 优点:当类被加载的时候,static的实例未被创建并分配内存空间,当静态方法第一次被调用时,初始化实例变量,并分配内存,因此在某些特定条件下会节约内存
  • 缺点:在多线程环境中,这种实现方法是完全错误的,线程不安全,根本不能保证单例的唯一性。
java 复制代码
class Singleton {
    // 1.私有化构造器
    private Singleton() {
    }
    // 2.内部提供一个当前类的实例
    // 4.此实例也必须静态化
    private static Singleton single;
    // 3.提供公共的静态的方法,返回当前类的对象
    public static Singleton getInstance() {
        if(single == null) {
            single = new Singleton();
        }
        return single;
    }
}

单例模式的优点及应用场景

单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决。

  • Windows的Task Manager (任务管理器)就是很典型的单例模式

  • Windows的Recycle Bin (回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。

  • Application 也是单例的典型应用

  • 应用程序的日志应用,一般都使用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只

    能有一个实例去操作,否则内容不好追加。

  • 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。

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