单例模式
采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。
饿汉式(静态常量)
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| public class SingletonTest01 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton{
private Singleton(){
}
private final static Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
}
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- 优点：代码简单，在类装载的时候完成了实例化，避免了线程同步问题
- 缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到懒加载的效果，若从头到尾都没用过这个实例，会造成内存的浪费。
饿汉式(静态代码块)
java.lang.Runtime就是经典的单例模式(饿汉式)
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| public class SingletonTest02 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton{
private Singleton(){
}
private static Singleton instance;
static {
instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
}
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优缺点和第一种方法一样。
懒汉式(线程不安全)
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| public class SingletonTest03 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
}
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- 优点：起到了懒加载的效果，但是只能在单线程下使用
- 缺点：在多线程下，可能会产生多个实例。实际开发中不要使用这种方式。
懒汉式(线程安全)
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| public class SingletonTest04 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
}
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- 优点：解决了线程安全问题
- 缺点：效率太低，每个线程在想获得类的实例时，执行getInstance()方法都要同步，但其实这个方法执行一次实例化就够了，后面的想要获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低。
不推荐使用这种方式。
懒汉式(同步代码块)
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| public class SingletonTest05 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (Singleton.class){
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
}
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- 这种方式本意是对第四种实现方式的改进，因为前面同步方法效率太低，改为同步产生实例化的代码块
- 并不能起到线程同步的作用。和第三种方式一样，如果一个线程进入了if(instance==null)判断语句，还未来得及往下执行，另一个线程通过了这个判断语句，会产生多个实例。
- 不能使用这种方式
懒汉式(线程安全，同步方法)
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| public class SingletonTest06 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton{
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (Singleton.class){
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
}
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- Double-Check是多线程开发中常使用的，如代码中所示，我们进行了两次if(instance == null) 检查，这样可以保证线程安全。这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if(instance == null),直接return实例化对象，避免反复进行方法同步。
- 线程安全，延迟加载，效率较高
- 在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式。
静态内部类
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| public class SingletonTest07 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
}
static class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
private static class SingletonInstance{
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static synchronized Singleton getInstance(){
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
}
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- 静态内部类特点:开始时不加载，用到时加载
- 采用类加载机制来保证初始化实例只有一个线程
- 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。
- 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
- 避免了线程不安全，利用静态内部类实现延迟加载，效率高
- 推荐使用
枚举
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| public class SingletonTest08 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println("instance1.hashCode()=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode()=" + instance2.hashCode());
instance1.sayOk();
instance2.sayOk();
}
enum Singleton{
INSTANCE;
public void sayOk(){
System.out.println("-----------------Ok--------------------");
}
}
}
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- 用枚举来实现单例，不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
- 推荐使用。Effective Java 作者提倡的方式。
单例模式注意事项和细节说明
- 单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需 要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
- 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new
- 单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂等)