23种设计模式之创建型模式 - 单例模式

文章目录

  • 一、单例模式
  • 二、实现单例模式的方式
    • [2.1 饿汉式](#2.1 饿汉式)
    • [2.2 懒汉式](#2.2 懒汉式)
    • [2.3 双重检查锁:](#2.3 双重检查锁:)
    • [2.4 静态内部类](#2.4 静态内部类)
    • [2.5 枚举实现(防止反射攻击):](#2.5 枚举实现(防止反射攻击):)

一、单例模式

1.1单例模式定义

单例模式确保系统中某个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。主要解决一个全局使用的类频繁地创建与销毁,控制实例数目,节省系统资源。

1.2 单例模式的特点

  • 单例类只能有一个实例
  • 单例类必须自己创建自己的唯一实例
  • 单例类必须给所有其他对象提供这一实例
  • 单例模式保证了全局对象的唯一性,比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性

单例的四大原则:

  • 构造私有
  • 以静态方法或者枚举返回实例
  • 确保实例只有一个,尤其是多线程环境
  • 确保反序列换时不会重新构建对象

二、实现单例模式的方式

2.1 饿汉式

饿汉式单例在类加载初始化时就创建好一个静态的对象供外部使用,除非系统重启,这个对象不会改变,所以本身就是线程安全的。

Singleton 通过将构造方法限定为 private 避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,Singleton 的唯一实例只能通过 getInstance()方法访问。(事实上,通过 Java 反射机制是能够实例化构造方法为 private 的类的,会使 Java单例实现失效)

java 复制代码
/**
 * @Author huang.bX
 * @Date 2021/7/21
 */
public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        Hungry instance = Hungry.getInstance();
        Hungry instance1 = Hungry.getInstance();
        Hungry instance2 = Hungry.getInstance();
        System.out.println(instance.getClass());
        System.out.println(instance1.getClass());
        System.out.println(instance2.getClass());
    }
}

//饿汉式
class Hungry {
    //1构造器私有化,外部不能直接new
    private Hungry() {
    }
    //2本类的内部创建实例
    private final static Hungry hungry = new Hungry();

    //提供一个全局访问点共有的静态方法 返回实例对象
    public static Hungry getInstance(){
        return hungry;
    }
}

2.2 懒汉式

该示例虽然用延迟加载方式实现了懒汉式单例,但在多线程环境下会产生多个 Singleton 对象;

java 复制代码
/**
 * @Author huang.bX
 * @Date 2021/7/21
 */
public class SingletonTest03 implements Runnable {

    @Override
    public void run(){
        for (int i=1;i<1000;i++){
            LazyMan lazyMan=LazyMan.getInstance();
            System.out.println(lazyMan.hashCode());
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        /*
         *   LazyMan instance1 = LazyMan.getInstance();
         *   LazyMan instance2 = LazyMan.getInstance();
         *  System.out.println(instance1.hashCode()==instance2.hashCode());
        */
       new Thread(new SingletonTest03()).start();
       new Thread(new SingletonTest03()).start();
       new Thread(new SingletonTest03()).start();


    }
}

class LazyMan{
    private LazyMan(){

    }
    private static LazyMan lazyMan;

    //public static LazyMan getInstance()线程不安全
    public static synchronized LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan==null){
           lazyMan = new LazyMan();
        }
        return lazyMan;
    }
}

2.3 双重检查锁:

使用双重检查锁进一步做了优化,可以避免整个方法被锁,只对需要锁的代码部分加锁,可以提高执行效率。

java 复制代码
/**
 * @Author huang.bX
 * @Date 2021/7/21
 */
public class SingletonTest05 {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleLock instance1 = DoubleLock.getInstance();
        DoubleLock instance2 = DoubleLock.getInstance();
        System.out.println(instance1.hashCode()==instance2.hashCode());
    }
}

class DoubleLock{

    private static volatile DoubleLock doubleLock;
    private DoubleLock(){}

    public static DoubleLock getInstance(){
        if (doubleLock==null){
            synchronized (DoubleLock.class){
                if (doubleLock==null){
                    doubleLock = new DoubleLock();
                }
            }
        }
        return doubleLock;
    }
}

2.4 静态内部类

这种方式引入了一个内部静态类(static class),静态内部类只有在调用时才会加载,它保证了 Singleton 实例的延迟初始化,又保证了实例的唯一性。它把 singleton 的实例化操作放到一个静态内部类中,在第一次调用 getInstance() 方法时,JVM 才会去加载 InnerObject 类,同时初始hsingleton 实例,所以能让 getInstance() 方法线程安全。特点是:即能延迟加载,也能保证线程安全。静态内部类虽然保证了单例在多线程并发下的线程安全性,但是在遇到序列化对象时,默认的方式运行得到的结果就是多例的。

java 复制代码
/**
 * @Author huang.bX
 * @Date 2021/7/21
 */
public class SingletonTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        StaticInClass instance1 = StaticInClass.getInstance();
        StaticInClass instance2= StaticInClass.getInstance();
        System.out.println(instance1.hashCode()==instance2.hashCode());
    }
}

class StaticInClass{

    private static volatile StaticInClass staticInClass;
    //构造器私有化
    private StaticInClass(){}

    //定义一个静态内部类,该类中有一个静态属性
    private static class Inner{
        private static final StaticInClass INSTANCE = new StaticInClass();
        
    }
    public static synchronized StaticInClass getInstance(){
        return Inner.INSTANCE;
    }

}

2.5 枚举实现(防止反射攻击):

事实上,通过 Java 反射机制是能够实例化构造方法为 private 的类的。这也就是我们现在需要引入的枚举单例模式。

java 复制代码
/**
 * @Author huang.bX
 * @Date 2021/7/21
 */
public class SingletonTest07 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance1.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode()==instance1.hashCode());
        System.out.println(instance1.getClass());
        System.out.println(instance2.getClass());
        System.out.println(instance1.getDeclaringClass());
    }
}

enum Singleton{
    INSTANCE;//属性
    public void say(){
        System.out.println("ok!");
    }
}
相关推荐
晨米酱4 小时前
JavaScript 中"对象即函数"设计模式
前端·设计模式
数据智能老司机9 小时前
精通 Python 设计模式——分布式系统模式
python·设计模式·架构
数据智能老司机10 小时前
精通 Python 设计模式——并发与异步模式
python·设计模式·编程语言
数据智能老司机10 小时前
精通 Python 设计模式——测试模式
python·设计模式·架构
数据智能老司机10 小时前
精通 Python 设计模式——性能模式
python·设计模式·架构
使一颗心免于哀伤10 小时前
《设计模式之禅》笔记摘录 - 21.状态模式
笔记·设计模式
数据智能老司机1 天前
精通 Python 设计模式——创建型设计模式
python·设计模式·架构
数据智能老司机1 天前
精通 Python 设计模式——SOLID 原则
python·设计模式·架构
烛阴1 天前
【TS 设计模式完全指南】懒加载、缓存与权限控制:代理模式在 TypeScript 中的三大妙用
javascript·设计模式·typescript
李广坤1 天前
工厂模式
设计模式