设计模式（1）单例模式

zhichangterry 发布于2019-08-15 15:28 / 1021人阅读

摘要：既能保证延迟加载，又能保证线程安全枚举上面的四种方案都有两个弊端需要额外的工作进行序列化，否则每次反序列化的结果都是一个新的实例可通过反射机制强行调用私有构造器实现创建多个对象而这种方案完美的解决了上述两种问题

一.什么是单例模式？

单例是指在程序中某个类只能有一个实例，一些管理器和控制器常被设计成单例模式（如Spring容器的bean实例默认都是单例模式存在的）

二.单例有什么好处？

（1）避免对象的重复创建，减小时间和内存开销
（2）避免由于操作多个对象导致逻辑错误，可以全局统一管理控制

三.怎样创建单例模式？

（1）饿汉模式

public class Singleton1 {
    // 私有化构造函数，保证其它类不能实例化此类
    private Singleton1(){}
    private static Singleton1 instance = new Singleton1();
    //给外界提供一个获取该实例的方法
    public static Singleton1 getInstance() {
        return instance;
    }
}

饿汉模式是实例在类加载的时候创建
好处：避免线程同步问题
缺点：即使这个单例不会被用到也会创建，浪费内存资源

（2）懒汉模式

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

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

懒汉模式是单例在需要的时候才会去创建
好处：按需创建，避免内存资源浪费
坏处：会有线程安全问题产生（需要加锁解决线程同步问题）

（3）双重校验锁

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;
    }
}

上面说到的懒汉模式加同步锁最先想到的可能是在getInstance外直接加synchronized，但仔细想想，每次来拿该对象都需要判断对象锁，这样无疑会降低代码执行效率，所以在同步前先判断对象是否为空，如果不为空直接将对象给它，不需要进行同步操作（这样层序运行过程中最多也只有一次同步锁的判断）你一定还发现对象声明的修饰符多了一个volatile，这就是第二把锁，它能起到禁止指令重排序优化的作用，这样就避免了对象内存地址被赋给instance字段但是构造函数还没调用。（具体原因详见---关于volatile的理解最后一段）

（4）静态内部类

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

与饿汉模式一样同样是利用类加载机制来创建实例，因此不存在多线程并发问题，不同的是它是在内部类里去加载这个实例，所以只要不使用这个内部类，JVM就不会加载这个单例类，也就不会创建对象，实现了懒汉式的延迟加载。既能保证延迟加载，又能保证线程安全

（5）枚举

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

上面的四种方案都有两个弊端：

1)需要额外的工作进行序列化，否则每次反序列化的结果都是一个新的实例
2）可通过反射机制强行调用私有构造器实现创建多个对象

而这种方案完美的解决了上述两种问题

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