JAVA设计模式之单例模式详解
前言
在之前的文章里已经介绍了设计模式以及设计原则的概念,接下来我们从单例模式入手深入学习几种常用的JAVA设计模式,在实践中加深理解。
一、单例模式是什么？
单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式。
作用:单例模式是保证系统实例唯一性的重要手段。用于一个全局类对象在多个地方被使用的场景下,保障了整个系统只有一个对象被使用,很好的节约了资源
实现方法:将类的实例化方法私有化来防止程序通过其他方式创建该类的实例,提供一个全局唯一获取该类实例的方法帮助用户获取类的实例。
实现单例模式很简单,每次获取前先判断系统是否已经存在单例对象,没有就创建,有就返回这个对象。单例模式常见的写法有懒汉式单例和饿汉式单例。
二、懒汉式单例
定义:类加载时没有生成单例,第一次调用 getlnstance 方法时创建这个单例。
public class LazySingleton {
//定义一个私有的静态对象instance,静态方法和属性属于类,能保障单例对象的唯一性
private static LazySingleton instance;
//私有化构造方法,只能在本类中被访问,其他类中不能通过构造方法直接创建对象
private LazySingleton() {
}
//提供一个全局唯一获取实例的方法
public static synchronized LazySingleton getInstance(){
if(instance==null){
instance=new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
懒汉模式在获取对象实例时做了加锁操作,因此是线程安全的
测试代码与结果
public class TestLazySingleton {
public static void main(String[] args) {
LazySingleton lazySingleton1=LazySingleton.getInstance();
LazySingleton lazySingleton2=LazySingleton.getInstance();
LazySingleton lazySingleton3=LazySingleton.getInstance();
System.out.println(lazySingleton1);
System.out.println(lazySingleton2);
System.out.println(lazySingleton3);
}
}
从上图中可以看出虽然获取了三次实例,但每次获取的都是同一个实例,即一个类只有一个实例。
三、饿汉式单例
定义:该模式的特点是类一旦加载就创建一个单例，在调用 getInstance 方法之前单例已经存在。
public class HungrySingleton {
//类加载完成后该类的实例便已经存在
private static HungrySingleton instance=new HungrySingleton();
//私有化构造方法
private HungrySingleton(){
}
//类加载后实例就存在,不会出现线程安全问题,不需要加锁
public static HungrySingleton getInstance(){
return instance;
}
}
测试代码和结果
public class TestHungrySingleton {
public static void main(String[] args) {
HungrySingleton hungrySingleton1=HungrySingleton.getInstance();
HungrySingleton hungrySingleton2=HungrySingleton.getInstance();
HungrySingleton hungrySingleton3=HungrySingleton.getInstance();
System.out.println(hungrySingleton1);
System.out.println(hungrySingleton2);
System.out.println(hungrySingleton3);
}
}
从上图看出饿汉式单例在整个运行过程中也只存在一个实例。
懒汉式单例和饿汉式单例的区别
1.懒汉模式在类中定义了单例但是并未实例化,实例化是在方法中实现的,而饿汉模式定义的时候就进行了实例化
2.懒汉模式需要在获取实例的方法上加锁保证线程安全,饿汉模式不需要加锁。
四、双重校验锁
懒汉模式用到了synchronized，会导致很大的性能开销，并且加锁其实只需要在第一次初始化的时候用到，之后的调用都没必要再进行加锁。
双重校验锁在懒汉模式的基础上做了进一步的优化,给静态对象加上volatile来保证有序性,第一次获取对象时通过synchronize(Singleton.class)保障操作的唯一性。
public class LockSingleton {
private volatile static LockSingleton lockSingleton;
private LockSingleton(){}
public static LockSingleton getInstance(){
if(lockSingleton==null){
synchronized (LockSingleton.class){
if (lockSingleton==null){
lockSingleton=new LockSingleton();
}
}
}
return lockSingleton;
}
}
测试代码与结果
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
LockSingleton lockSingleton1=LockSingleton.getInstance();
LockSingleton lockSingleton2=LockSingleton.getInstance();
LockSingleton lockSingleton3=LockSingleton.getInstance();
System.out.println(lockSingleton1);
System.out.println(lockSingleton2);
System.out.println(lockSingleton3);
}
}
执行双重检查是因为，如果多个线程同时了通过了第一次检查，并且其中一个线程首先通过了第二次检查并实例化了对象，那么剩余通过了第一次检查的线程就不会再去实例化对象。
除了第一次创建实例的时候会出现加锁的情况，后续的所有调用都会避免加锁而直接返回，解决了性能消耗的问题。
总结
关于单例模式本文介绍了懒汉模式、饿汉模式和双重校验锁。懒汉和饿汉模式的最大区别是定义实例的时候是否进行实例化。双重校验锁是对懒汉模式的优化,解决了性能消耗的问题。
到此这篇关于JAVA设计模式之单例模式详解的文章就介绍到这了,更多相关JAVA单例模式内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
相关文章
这篇文章主要介绍了Spring的@Scope注解作用解析,@Scope注解用于设置实例的作用域,默认值是单实例,即当IOC容器启动后就调用该方法创建对象放到IOC容器中,以后每次获取就是直接从容器中获取,需要的朋友可以参考下2023-11-11
这篇文章主要介绍了Java Swing最详细基础知识总结,文中有非常详细的代码示例,对正在学习Java Swing的小伙伴们有很好的帮助,需要的朋友可以参考下2021-05-05
这篇文章主要介绍了Spring Boot中使用JSR-303实现请求参数校验,JSR-303校验我们一般都是对Java的实体类对象进行校验,主要检验JSR-303是Java中的一个规范,用于实现请求参数校验在我们的实体类对象的属性上,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧2023-10-10
这篇文章主要介绍了如何使用bootstrap.yml读取配置中心的配置文件问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教2024-07-07
Java程序部署到服务器上,接口请求下载文件失败/文件为空/文件名不对的问题
这篇文章主要介绍了Java程序部署到服务器上,接口请求下载文件失败/文件为空/文件名不对,本文给大家分享错误原因及解决方法，需要的朋友可以参考下2020-07-07
异常处理的两大元素：抛出异常、捕获异常，非正常处理的两个方法。下面这篇文章主要给大家介绍了关于JVM如何处理异常的相关资料，文中通过示例代码介绍的非常详细，需要的朋友可以参考下2019-01-01
SpringAOP+RabbitMQ+WebSocket实战详解
这篇文章主要介绍了SpringAOP+RabbitMQ+WebSocket实战详解，小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧2018-11-11
这篇文章主要为大家详细介绍了Java实现图像旋转，指定图像大小，水平翻转图像，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2019-02-02
实际开发中,不同的topic可能来自不同的集群,所以就需要配置不同的kafka数据源,基于springboot自动配置的思想,最终通过配置文件的配置,自动生成生产者及消费者的配置,本文介绍了SpringBoot实现kafka多源配置,需要的朋友可以参考下2024-06-06
SpringBoot中基于AOP和Semaphore实现API限流
调用速率限制是 Web API 中的常见要求,旨在防止滥用并确保公平使用资源,借助Spring Boot 中的 AOP,我们可以通过拦截方法调用并限制在特定时间范围内允许的请求数量来实现速率限制,需要的朋友可以参考下2024-10-10
最新评论