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设计模式之单例模式

发表于:2017-08-06 作者:MVBin 来源: 点击数:

  单例模式(Singleton Pattern)
  程序设计过程中,当我们需要一个全局的,独一无二的实例时,我们可以使用单例模式进行设计。
  一般写法(线程不安全)
//一个普通的类
public class Singleton {
//.....该类其他的一些属性
//uniqueInstance:确保全局只有一个实例
private static Singleton uniqueInstance;
//私有化的构造方法:只能在类的内部创建实例
private Singleton() {
}
//静态方法getInstance():外部类可以通过Singleton.getInstance()得到一个实例
public static Singleton getInstance() {
//uniqueInstance,没有的话创建一个,此处使用的是懒汉式加载,只在需要时候进行创建
if(uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
//.......该类其他的一些方法
}
  如果该类在应用程序并不是关键程序,不经常使用,这种写法的单例模式就足够,但是,如果该类很重要,需经常使用,则这种写法会导致多线程问题。
  同步getInstance()方法(线程安全)
//一个普通的类
public class Singleton {
//.....该类其他的一些属性
//uniqueInstance:确保全局只有一个实例
private static Singleton uniqueInstance;
//私有化的构造方法:只能在类的内部创建实例
private Singleton() {
}
//静态方法getInstance():外部类可以通过Singleton.getInstance()得到一个实例
public static synchronized Singleton getInstance() {
//uniqueInstance,没有的话创建一个,此处使用的是懒汉式加载,只在需要时候进行创建
if(uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
//.......该类其他的一些方法
}
  使用synchronized关键字修饰getInstance()方法,这样就迫使每个线程进入这个方法之前,要先等到别的线程离开这个方法。但是同步的方式会降低性能,在每次调用这个方法时,都要同步,其实,真正需要的时只是在第一次创建实例时进行同步的,因此,这种写法不可取。
  饿汉式写法(线程安全)
//一个普通的类
public class Singleton {
//.....该类其他的一些属性
//首先定义一个静态变量uniqueInstance,确保全局只有一个实例,另外,在JVM加载这个类的时候,就直接对该类进行实例化(饿汉式),以此避免多线程问题
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
//私有化的构造方法:只能在类的内部创建实例
private Singleton() {
}
//静态方法getInstance():外部类可以通过Singleton.getInstance()得到一个实例
public static Singleton getInstance() {
return uniqueInstance;
}
//.......其他该类的一些方法
}
  这种写法可以有效避免多线程问题,但是假如这个类加载时非常耗用资源,程序启动效率低下,就不要用这种写法了。
  双重检查加锁写法(线程安全)
//一个普通的类
public class Singleton {
//.....该类其他的一些属性
//volatile关键字适用于jdk1.5以上版本,其确保当uniqueInstance变量被实例化时,多个线程正确处理uniqueInstance变量
private volatile static Singleton uniqueInstance;
//私有化构造方法
private Singleton() {
}
//只有在第一次创建实例时,才会彻底执行该方法
public static Singleton getInstance() {
//第一次检查是否为null
if(uniqueInstance == null) {
//同步区块
synchronized (Singleton.class) {
//第二次检查是否为null
if(uniqueInstance == null) {
//这才创建实例
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
//.......其他该类的一些方法
}
  这种写法提升了性能,但是须在jdk1.5版本以上使用
  枚举类型写法(线程安全)
//一个普通的枚举类型
public enum SingletonEnum {
//调用SingletonEnum.INSTANCE即可获得一个实例,枚举类型自动提供了序列化机制,绝对防止多次实例化
INSTANCE;
//...其他方法
}
  需要jdk1.5版本以上,采用单元素的枚举类型的方式,比较简洁,推荐采用这种写法。