定义
单例模式:确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例
Singleton Pattern: Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it
优缺点
优点:减少内存开支;减少系统性能开销;避免对系统资源的多重占用;优化和共享资源访问
缺点:不易扩展(?);不利于测试,为完成的单例模式不能使用mock虚拟;单例模式与单一职业原则有冲突
使用场景
- 生成唯一序列号
- 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据,如web页面上的计数器
- 创建一个对象需要消耗的资源过多,访问IO和数据库
(PS:一个典型应用,spring中,每个Bean默认都是单例的)
实现方法
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,那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论,姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在)
具体实现
饿汉式:无论是否使用均实例化对象
public class SingletonEager { private static final SingletonEager instance = new SingletonEager(); public static SingletonEager getInstance() { return instance; } private SingletonEager() { } }
懒汉式(最常用):在需要用到的时候才进行第一次初始化
public class SingletonLazy { private static SingletonLazy instance = null; public static SingletonLazy getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingletonLazy(); } return instance; } private SingletonLazy() { } }
上述懒汉式存在一个问题,同步问题,多个线程同时访问该方法时,可能会实例化出多个对象,所以:
懒汉式*改1 : 给getInstance方法增加synchronized关键字
public class SingletonLazy1 { private static SingletonLazy1 instance = null; public synchronized static SingletonLazy1 getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingletonLazy1(); } return instance; } private SingletonLazy1() { } }
承上,synchronized方法会大大拖慢代码性能,因此:
懒汉式*改2(这种形式也叫双重锁形式):将synchronized关键字放到if之后
public class SingletonLazy2 { private static SingletonLazy2 instance = null; public static SingletonLazy2 getInstance() { if (instance == null) { synchronized (SingletonLazy2.class) { if (instance == null) { instance = new SingletonLazy2(); } } } return instance; } private SingletonLazy2() { } }
小结:以上就是单例模式的几种基本写法,具体使用哪一种,就看具体使用环境的要求严格程度了。
- 如果确定该类会被经常调用到,那么直接写成饿汉式即可
- 如果该类不常被调用,对线程要求不严格,一般使用普通懒汉式即可
- 如果确定需要使用懒汉式,且对线程要求严格,那么推荐使用懒汉式*改2。但这里特别说明一下,懒汉式*改2依然可能存在同步问题,但那就已经涉及到JVM分配内存的机制问题了,此处不做那么深入的分析,如有问题,各位可参考本文最后的参考链接2
扩展模式:固定数量的单例
public class SingletonMulti { //最大实例数量 private static int maxNumOfSingleton = 2; //实例名称列表 private static ArrayList<String> nameList = new ArrayList<String>(); //实例list private static ArrayList<SingletonMulti> singletons = new ArrayList<SingletonMulti>(); private static int countNumOfSingleton = 0; static { for (int i = 0; i < maxNumOfSingleton; i++) { singletons.add(new SingletonMulti("Sample " + i)); } } private SingletonMulti() { } private SingletonMulti(String name) { nameList.add(name); } //随机获取一个单例对象 public static SingletonMulti getInstance() { Random random = new Random(); countNumOfSingleton = random.nextInt(maxNumOfSingleton); return singletons.get(countNumOfSingleton); } }
补充:最后还有一种叫做登记式单例模式,这个模式似乎在spring里用于管理单例,本人不是特别理解,在此不做详述,以后有机会看了spring的源码可能会对此做进一步探讨。有兴趣的可以看一下参考内容中列到的第3个链接单例模式详解
单例模式vs静态方法
关于这个问题,国内外都有各种讨论,对于内存分配的一些细节问题,在下实在才疏学浅,搞不清楚java底层的内存分配规则,只能结合我看到的内容,谈一下自己对用法上一些直观的看法:
- 如果你的类不需要维持任何状态, 仅仅是提供全局的访问 , 这个时候就适合用静态方法 , 这样速度也更快。反之,则使用单例
- 单例支持延迟加载 , 而静态方法则不支持这样的特性 , 对于重量级的对象, 延迟加载就很重要
- 单例对于静态方法的另一个优点是更加面向对象,对于单例你可以使用继承和多态
参考内容:
- 《设计模式之禅》秦小波
- http://devbean.blog.51cto.com/448512/203501/ 深入java单例模式
- http://www.cnblogs.com/whgw/archive/2011/10/05/2199535.html java单例模式详解
- http://blog.csdn.net/johnny901114/article/details/11969015 单例模式vs静态方法
相关推荐
单例模式有多种实现方式,其中比较常见的有饿汉式、懒汉式、双重检查锁定等。 工厂设计模式是一种创建型设计模式,它的主要目标是将对象的创建和使用分离,使得代码更具有可维护性和可扩展性。该模式通常会定义一个...
实验五:单例模式.rar实验五:单例模式.rarjava设计模式
单例模式主要有懒汉式和饿汉式两种实现,饿汉式不会有线程安全的问题,但是提前构造对象占用了一定的资源,如果对内存要求较低的场景可以使用饿汉式实现;懒汉式应使用DCL机制来避免多线程竞争资源的问题,并且懒汉...
写在前面 分享一些设计模式的笔记。陆续整理,按照设计模式类型,创建型,结构型,行为型发布 博文会用通俗的话梳理一些自己的理解,结合开发中的实际场景, 理解不足小伙伴帮忙指正,虚心接受 ^_^ 傍晚时分
单例模式也称为单件模式、单子模式,可能是使用最广泛的设计模式。其意图是保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点,该实例被所有程序模块共享。有很多地方需要这样的功能模块,如系统的日志输出,...
本文实例讲述了JS 设计模式之:单例模式定义与实现方法。分享给大家供大家参考,具体如下: 良好的设计模式可以显著提高代码的可读性,降低复杂度和维护成本。笔者打算通过几篇文章通俗地讲一讲常见的或者实用的设计...
02_JavaSE面试题:单例设计模式
软件体系结构实验报告
单例模式的实现饿汉式懒汉式线程安全的懒汉式登记式单例模式的优缺点单例模式的优点单例模式的缺点 单例模式是23个模式中比较简单的模式,应用也非常广泛 什么是单例模式? 单例模式的定义: Ensure a class ...
设计模式(Design pattern)代表了最佳的实践,通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段...
是http://blog.csdn.net/lxq_xsyu/article/category/1544127博客中java设计模式的源代码。下载前请先看《设计模式——单例模式》一文。
C++单例设计模式,单例模式 C++单例设计模式,单例模式
李建忠老师的设计模式-单例模式讲解,示例以C++编程语言呈现。
设计模式之单例模式 设计模式之单例模式 设计模式之单例模式
本文件主要内容是前端的三种设计模式:单例模式,发布-订阅模式,策略模式,以及浏览器的垃圾回收机制,适合已经学习完了js基础的小伙伴(js基础部分可以看我前面的专栏——js每日一学),感兴趣的小伙伴可以自行...
设计模式-单例模式 学习时候联系的代码,可以进行参考
java设计模式:单例模式,工厂模式,装饰模式等等
Java面试题包括但不限于: Java基础知识:语法、面向对象编程、...Java设计模式:单例模式、工厂模式、代理模式等。 网络编程:TCP/IP、HTTP、Web Services等。 数据库相关:SQL语句、数据库连接池、事务管理等。