設計模式（1）單例模式

zhichangterry 發布于2019-08-15 15:28 / 1169人閱讀

摘要：既能保證延遲加載，又能保證線程安全枚舉上面的四種方案都有兩個弊端需要額外的工作進行序列化，否則每次反序列化的結果都是一個新的實例可通過反射機制強行調用私有構造器實現創建多個對象而這種方案完美的解決了上述兩種問題

一.什么是單例模式？

單例是指在程序中某個類只能有一個實例，一些管理器和控制器常被設計成單例模式（如Spring容器的bean實例默認都是單例模式存在的）

二.單例有什么好處？

（1）避免對象的重復創建，減小時間和內存開銷
（2）避免由于操作多個對象導致邏輯錯誤，可以全局統一管理控制

三.怎樣創建單例模式？

（1）餓漢模式

public class Singleton1 {
    // 私有化構造函數，保證其它類不能實例化此類
    private Singleton1(){}
    private static Singleton1 instance = new Singleton1();
    //給外界提供一個獲取該實例的方法
    public static Singleton1 getInstance() {
        return instance;
    }
}

餓漢模式是實例在類加載的時候創建
好處：避免線程同步問題
缺點：即使這個單例不會被用到也會創建，浪費內存資源

（2）懶漢模式

public class Singleton2 {
    private Singleton2(){}
    private static Singleton2 instance = null;

    public static Singleton2 getInstance() {
        if(instance == null){
            return new Singleton2();
        }
        return instance;
    }
}

懶漢模式是單例在需要的時候才會去創建
好處：按需創建，避免內存資源浪費
壞處：會有線程安全問題產生（需要加鎖解決線程同步問題）

（3）雙重校驗鎖

public class Singleton3 {
    private Singleton3(){}
    private static volatile Singleton3 instance = null;

    public static Singleton3 getInstance() {
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton3.class){
                instance = new Singleton3();
            }
        }
        return instance;
    }
}

上面說到的懶漢模式加同步鎖最先想到的可能是在getInstance外直接加synchronized，但仔細想想，每次來拿該對象都需要判斷對象鎖，這樣無疑會降低代碼執行效率，所以在同步前先判斷對象是否為空，如果不為空直接將對象給它，不需要進行同步操作（這樣層序運行過程中最多也只有一次同步鎖的判斷）你一定還發現對象聲明的修飾符多了一個volatile，這就是第二把鎖，它能起到禁止指令重排序優化的作用，這樣就避免了對象內存地址被賦給instance字段但是構造函數還沒調用。（具體原因詳見---關于volatile的理解最后一段）

（4）靜態內部類

public class Singleton4 {
    private static class Singleton{
        public static Singleton4 instance = new Singleton4();
    }
    private Singleton4(){}
    public static Singleton4 newInstance(){
        return Singleton.instance;
    }
}

與餓漢模式一樣同樣是利用類加載機制來創建實例，因此不存在多線程并發問題，不同的是它是在內部類里去加載這個實例，所以只要不使用這個內部類，JVM就不會加載這個單例類，也就不會創建對象，實現了懶漢式的延遲加載。既能保證延遲加載，又能保證線程安全

（5）枚舉

public enum Singleton5 {
    instance;
    public void whateverMethod(){}
}

上面的四種方案都有兩個弊端：

1)需要額外的工作進行序列化，否則每次反序列化的結果都是一個新的實例
2）可通過反射機制強行調用私有構造器實現創建多個對象

而這種方案完美的解決了上述兩種問題

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