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23种设计模式之——单例模式

作者:孤独键客 时间:2020-05-13 10:45:08 0 删除 编辑


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什么是单例模式?

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。

什么时候用到它呢?

通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问,但它不能防止你实例化多个对象。一个最好但的方法就是,让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。

单例模式有什么好处呢?

1、单例模式可以保证唯一的实例。

2、单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例,这样它可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它。简单地说就是对唯一实例的受控访问。

单例模式分为饿汉单例模式和懒汉单例模式。

饿汉单例模式:静态初始化的方式是在自己被加载时就将自己实例化,所以被形象地称之为饿汉式单例模式。

懒汉单例模式:要在第一次被引用时,才会将自己实例化,所以就被称为懒汉式单例模式。

 

懒汉单例模式实现:

Singleton类,定义一个GetInstance操作,允许客户访问它的唯一实例。GetInstance是一个静态方法,主要负责创建自己的唯一实例。

  1. /**

  2. * 作者:LKP

  3. * 时间:2018/7/26

  4. */

  5. public class Singleton {

  6. private static Singleton instance;


  7. private Singleton(){}


  8. public static Singleton GetInstance(){

  9. if(instance == null){

  10. instance = new Singleton();

  11. }

  12. return instance;

  13. }

  14. }

构造方法让其private,这就堵死了外界利用new创建其实例的可能。

GetInstance()方法是获得本类实例的唯一全局访问点。

若实例不存在,则new一个新实例,否则返回已有的实例。

客户端代码:

  1. /**

  2. * 作者:LKP

  3. * 时间:2018/7/26

  4. */

  5. public class Client {

  6. public static void main(String[] args){

  7. Singleton s1 = Singleton.GetInstance();

  8. Singleton s2 = Singleton.GetInstance();


  9. if(s1 == s2){

  10. System.out.println("两个对象是相同的实例。");

  11. }

  12. }

  13. }

运行结果为:

比较两次实例化后对象的结果是实例相同。

 

多线程时的单例

在多线程的程序中,多个线程同时,注意是同时访问Singleton类,调用GetInstance()方法,会有可能造成创建多个实例的。

如何解决呢?

可以给进程一把锁来处理。synchronized是确保当一个线程位于代码的临界区时,另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码,则它将一直等待(即被阻止),直到该对象被释放。

代码实现:

  1. /**

  2. * 作者:LKP

  3. * 时间:2018/7/26

  4. */

  5. public class Singleton {

  6. private static Singleton instance;


  7. private Singleton(){}


  8. public static Singleton GetInstance(){

  9. synchronized (Singleton.class){

  10. if(instance == null){

  11. instance = new Singleton();

  12. }

  13. }


  14. return instance;

  15. }

  16. }

由于有了synchronized,就保证了多线程环境下的同时访问也不会造成多个实例的生成。

每次调用GetInstance()都需要synchronized,这种做法会印象性能,所以还需要对该类进行改良。

改良之后的代码:

  1. /**

  2. * 作者:LKP

  3. * 时间:2018/7/26

  4. */

  5. public class Singleton {

  6. private static Singleton instance;


  7. private Singleton(){}


  8. public static Singleton GetInstance(){

  9. if(instance == null){

  10. synchronized (Singleton.class){

  11. if(instance == null){

  12. instance = new Singleton();

  13. }

  14. }

  15. }


  16. return instance;

  17. }

  18. }

先判断实例是否存在,不存在再加锁处理。

我们在外面已经判断能力instance实例是否存在,为什么在synchronized里面还需要在做一次instance实例是否存在的判断呢?

如果有两个线程调用GetInstance()方法时,它们将都可以通过第一重instance==null的判断。由于synchronized机制,这两个线程只有一个进入,另一个在排队等待,必须要其中一个进入并出来后,另一个才能进入。但是此时如果没有了第二重instance是否为null的判断,则第一个线程创建了实例,而第二个线程还是可以继续再创建新的实例,这样就没有达到单例的目的。

 

饿汉单例模式实现:

  1. /**

  2. * 作者:LKP

  3. * 时间:2018/7/26

  4. */

  5. public class Singleton {

  6. private static final Singleton instance = new Singleton();


  7. private Singleton(){}


  8. public static Singleton GetInstance(){

  9. return instance;

  10. }

    }

这种加载方式是在自己被加载时就将自己实例化了。



END


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一个不羁的码农,终身学习者。公众号「程序员的成长之路」。目前就职于一家游戏公司,主要负责服务器端,以及web系统的开发工作,对Java相关知识比较擅长。

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