单例设计模式

little-monster2024-04-12 14:16

单例设计模式

所谓单例设计模式，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。

写一个单例设计模式的一般步骤分3步：

  • 私有化构造器
  • 定义一个类变量记住类的一个对象
  • 设计一个对外的共有方法来获取这个实例对象

Runtime类就是一个典型的单例设计模式

单例模式有8种实现方法
1. 饿汉式（静态常量）
2. 饿汉式（静态代码块）

  1. 懒汉式（线程不安全）

  2. 懒汉式（同步方法，线程安全）

  3. 懒汉式（同步代码块，线程不安全）
    **6. 双重检查（线程安全）

  4. 静态内部类

  5. 枚举**

1、饿汉式（静态常量）

java 复制代码 
class Singleton{
    //构造器私有化
    private Singleton(){

    }
    //本类内部创建实例对象 为什么需要static修饰？因为这是类变量
    private final static Singleton instance = new Singleton();

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

2、饿汉式（静态代码块）

java 复制代码 
class Singleton{
    //构造器私有化
    private Singleton(){
    }

    private static Singleton instance ;

    //在静态代码块中创建实例对象 why? 因为静态代码块只会被执行一次
    static {
        instance = new Singleton();
    }

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

3、懒汉式（线程不安全）

在调用getInstance（）方法的时候才会被创建实例对象

java 复制代码 
class Singleton{
    private static Singleton instance;
    //构造器私有化
    private Singleton(){

    }

    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时候，才去创建instance
    //懒汉式
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

4、懒汉式（同步方法，线程安全）

java 复制代码 
class Singleton{
    private static Singleton instance;
    //构造器私有化
    private Singleton(){

    }

    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时候，才去创建instance
    //懒汉式(同步方法)
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

5、懒汉式（同步代码块，线程不安全）

java 复制代码 
class Singleton{
    private static Singleton instance;
    //构造器私有化
    private Singleton(){

    }

    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时候，才去创建instance
    //懒汉式(同步代码块)
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

6、双重检查（线程安全）

java 复制代码 
class Singleton{
    private static volatile Singleton instance;
    //构造器私有化
    private Singleton(){

    }

    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时候，才去创建instance
    //加入双重检查代码，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if (instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

7、静态内部类

java 复制代码 
class Singleton{
    //构造器私有化
    private Singleton(){

    }
    //写一个静态内部类，该类中有一个静态属性Singleton
    //1、在Singleton被装载的时候，这个静态内部类不会被装载
    //2、当调用getInstance装载SingletonInstance的时候，只会被执行一次
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton instance= new Singleton();
    }

    //提供一个静态的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.instance;
    }
}

8、枚举

java 复制代码 
//使用枚举，可以实现单例
enum Singleton{
    INSTANCE;
    public void sayOK(){
        System.out.println("ok~");
    }
}

根据上面的描述，写卡码网的购物车案例

https://kamacoder.com/problempage.php?pid=1074

首先创建一个商品类

java 复制代码 
//需要一个商品类
class Spu{
    private String spuName;
    private int spuNum;

    public Spu() {
    }

    public Spu(String spuName, int spuNum) {
        this.spuName = spuName;
        this.spuNum = spuNum;
    }

    public String getSpuName() {
        return spuName;
    }

    public int getSpuNum() {
        return spuNum;
    }
}

下面的购物车类使用单例模式：

1、饿汉式（静态常量）

java 复制代码 
//使用饿汉式创建一个购物车类
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    //本类内部创建实例对象
    private final static Cart instance = new Cart();

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    public static Cart getInstance(){
        return instance;
    }
    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}

2、饿汉式（静态代码块）

java 复制代码 
//使用饿汉式创建一个购物车类
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    //本类内部创建实例对象
    private final static Cart instance;

    //使用静态代码块创建实例对象
    static {
        instance = new Cart();
    }

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    public static Cart getInstance(){
        return instance;
    }
    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}

3、懒汉式（线程不安全）

java 复制代码 
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    //本类内部创建实例对象
    private static Cart instance;

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    //在调用getinstance的时候 才会去创建一个对象
    public static Cart getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Cart();
        }
        return instance;
    }
    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}

4、懒汉式（同步方法）

java 复制代码 
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    //本类内部创建实例对象
    private static Cart instance;

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    //在调用getinstance的时候 才会去创建一个对象
    //使用同步方法
    public static synchronized Cart getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Cart();
        }
        return instance;
    }
    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}

5、懒汉式（同步代码块）

java 复制代码 
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    //本类内部创建实例对象
    private static Cart instance;

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    //在调用getinstance的时候 才会去创建一个对象
    //使用同步代码块
    public static Cart getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (Cart.class){
                instance = new Cart();
            }
        }
        return instance;
    }
    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}

6、双重检查

java 复制代码 
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    private volatile static Cart instance;

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

    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}

7、静态内部类

java 复制代码 
class Cart{
    private final List<Spu> spuList;
    //私有化构造器
    private Cart(){
        spuList = new ArrayList<>();
    }

    //创建一个静态内部类
    private static class Instance{
        private final static Cart INSTANCE = new Cart();
    }

    //提供一个静态方法，返回实例对象
    public static Cart getInstance(){
        return Instance.INSTANCE;

    }
    public void addSpu(String spuName, int spuNum){
        Spu spu = new Spu(spuName,spuNum);
        this.spuList.add(spu);
    }
    
    public void printSpuList(){
        for (Spu spu :
                spuList) {
            System.out.println(spu.getSpuName()+" "+spu.getSpuNum());
        }
    }
}
相关推荐
SoFlu软件机器人13 分钟前
Go/Rust 疯狂蚕食 Java 市场？老牌语言的 AI 化自救之路
java·golang·rust
半盏茶香15 分钟前
启幕数据结构算法雅航新章，穿梭C++梦幻领域的探索之旅——堆的应用之堆排、Top-K问题
java·开发语言·数据结构·c++·python·算法·链表
hweiyu0024 分钟前
idea如何让打开的文件名tab多行显示
java·ide·intellij-idea·idea·intellij idea
小吴先生66637 分钟前
Groovy 规则执行器，加载到缓存
java·开发语言·缓存·groovy
星星不打輰1 小时前
Spring基于注解进行开发
java·spring
陈大爷（有低保）1 小时前
Spring中都用到了哪些设计模式
java·后端·spring
骑牛小道士1 小时前
JAVA- 锁机制介绍 进程锁
java·开发语言
高林雨露1 小时前
Java对比学习Kotlin的详细指南（一）
java·学习·kotlin
雷渊2 小时前
深入分析mybatis中#{}和${}的区别
java·后端·面试
亦是远方2 小时前
2025华为软件精英挑战赛2600w思路分享
android·java·华为
热门推荐
01我决定放弃搞 Java 了02DeepSeek各版本说明与优缺点分析03如何在WPS和Word/Excel中直接使用DeepSeek功能04从零安装 LLaMA-Factory 微调 Qwen 大模型成功及所有的坑05苍穹外卖面试总结06DeepSeek R1本地化部署 Ollama + Chatbox 打造最强 AI 工具07RAG 实践- Ollama+RagFlow 部署本地知识库08本地化部署AI知识库：基于Ollama+DeepSeek+AnythingLLM保姆级教程09如何本地部署AI智能体平台，带你手搓一个AI Agent10Android下HWC以及drm_hwcomposer普法(上)