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单例模式确保某个类只有一个实例#xff0c;而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中#xff0c;线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资…1、单例模式Binary Search
单例模式确保某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。在计算机系统中线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机但只能有一个Printer Spooler以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口系统应当集中管理这些通信端口以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之选择单例模式就是为了避免不一致状态。
2、单例模式的特点
1、单例类只能有一个实例。 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。 4、单例模式保证了全局对象的唯一性比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。
3、单例的四大原则
1、构造私有。 2、以静态方法或者枚举返回实例。 3、确保实例只有一个尤其是多线程环境。 4、确保反序列化时不会重新构建对象。
4、实现单例模式的方式
1饿汉式立即加载 饿汉式单例在类加载初始化时就创建好一个静态的对象供外部使用除非系统重启这个对象不会改变所以本身就是线程安全的。 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的类的会使Java单例实现失效
1. /**
2. * 饿汉式立即加载
3. */
4. public class Singleton1 {
5. /**
6. * 私有构造
7. */
8. private Singleton1() {
9. System.out.println(构造函数Singleton1);
10. }
11. /**
12. * 初始值为实例对象
13. */
14. private static Singleton1 single new Singleton1();
15. /**
16. * 静态工厂方法
17. * return 单例对象
18. */
19. public static Singleton1 getInstance() {
20. System.out.println(getInstance);
21. return single;
22. }
23. public static void main(String[] args){
24. System.out.println(初始化);
25. Singleton1 instance Singleton1.getInstance();
26. }
27. } 2懒汉式延迟加载 该示例虽然用延迟加载方式实现了懒汉式单例但在多线程环境下会产生多个Singleton对象
1. /**
2. * 懒汉式延迟加载
3. */
4. public class Singleton2 {
5. /**
6. * 私有构造
7. */
8. private Singleton2() {
9. System.out.println(构造函数Singleton2);
10. }
11. /**
12. * 初始值为null
13. */
14. private static Singleton2 single null;
15. /**
16. * 静态工厂方法
17. * return 单例对象
18. */
19. public static Singleton2 getInstance() {
20. if(single null){
21. System.out.println(getInstance);
22. single new Singleton2();
23. }
24. return single;
25. }
26. public static void main(String[] args){
27.
28. System.out.println(初始化);
29. Singleton2 instance Singleton2.getInstance();
30. }
31. } 3同步锁解决线程安全问题 在方法上加synchronized同步锁或是用同步代码块对类加同步锁此种方式虽然解决了多个实例对象问题但是该方式运行效率却很低下下一个线程想要获取对象就必须等待上一个线程释放锁之后才可以继续运行。
1. /** * 同步锁解决线程安全问题
2. */
3. public class Singleton3 {
4.
5. /**
6. * 私有构造
7. */
8. private Singleton3() {}
9. /**
10. * 初始值为null
11. */
12. private static Singleton3 single null;
13. public static Singleton3 getInstance() {
14. // 等同于 synchronized public static Singleton3 getInstance()
15. synchronized(Singleton3.class){
16. // 注意里面的判断是一定要加的否则出现线程安全问题
17. if(single null){
18. single new Singleton3();
19. }
20. }
21. return single;
22. }
23. } 4双重检查锁提高同步锁的效率 使用双重检查锁进一步做了优化可以避免整个方法被锁只对需要锁的代码部分加锁可以提高执行效率。
1. /**
2. * 双重检查锁提高同步锁的效率
3. */
4. public class Singleton4 {
5. /**
6. * 私有构造
7. */
8. private Singleton4() {}
9. /**
10. * 初始值为null
11. */
12. private static Singleton4 single null;
13. /**
14. * 双重检查锁
15. * return 单例对象
16. */
17. public static Singleton4 getInstance() {
18. if (single null) {
19. synchronized (Singleton4.class) {
20. if (single null) {
21. single new Singleton4();
22. }
23. }
24. }
25. return single;
26. }
27. } 5 静态内部类 这种方式引入了一个内部静态类static class静态内部类只有在调用时才会加载它保证了Singleton实例的延迟初始化又保证了实例的唯一性。它把singleton的实例化操作放到一个静态内部类中在第一次调用getInstance()方法时JVM才会去加载InnerObject类同时初始化singleton实例所以能让getInstance() 方法线程安全。 特点是即能延迟加载也能保证线程安全。 静态内部类虽然保证了单例在多线程并发下的线程安全性但是在遇到序列化对象时默认的方式运行得到的结果就是多例的。
1. /**
2. *
3. * 静态内部类延迟加载线程安全
4. */
5. public class Singleton5 {
6. /**
7. * 私有构造
8. */
9. private Singleton5() {}
10. /**
11. * 静态内部类
12. */
13. private static class InnerObject{
14. private static Singleton5 single new Singleton5();
15. }
16. public static Singleton5 getInstance() {
17. return InnerObject.single;
18. }
19. } 6内部枚举类实现防止反射攻击 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。这也就是我们现在需要引入的枚举单例模式。
1. public class SingletonFactory {
2. /**
3. * 内部枚举类
4. */
5. private enum EnumSingleton{
6. Singleton;
7. private Singleton6 singleton;
8. //枚举类的构造方法在类加载是被实例化
9. private EnumSingleton(){
10. singleton new Singleton6();
11. }
12. public Singleton6 getInstance(){
13. return singleton;
14. }
15. }
16. public static Singleton6 getInstance() {
17. return EnumSingleton.Singleton.getInstance();
18. }
19. }
20. class Singleton6 {
21. public Singleton6(){}
22. }
