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單例模式

定義:確保一個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例,而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統提供這個(gè)實(shí)例。

類(lèi)型:創(chuàng )建類(lèi)模式

類(lèi)圖:

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/singleton-pattern-1.gif" alt="singleton" />

類(lèi)圖知識點(diǎn):

1.類(lèi)圖分為三部分,依次是類(lèi)名、屬性、方法

2.以<<開(kāi)頭和以>>結尾的為注釋信息

3.修飾符+代表public,-代表private,#代表protected,什么都沒(méi)有代表包可見(jiàn)。

4.帶下劃線(xiàn)的屬性或方法代表是靜態(tài)的。

5.對類(lèi)圖中對象的關(guān)系不熟悉的朋友可以參考文章:設計模式中類(lèi)的關(guān)系。

單例模式應該是23種設計模式中最簡(jiǎn)單的一種模式了。它有以下幾個(gè)要素:

  • 私有的構造方法
  • 指向自己實(shí)例的私有靜態(tài)引用
  • 以自己實(shí)例為返回值的靜態(tài)的公有的方法

單例模式根據實(shí)例化對象時(shí)機的不同分為兩種:一種是餓漢式單例,一種是懶漢式單例。餓漢式單例在單例類(lèi)被加載時(shí)候,就實(shí)例化一個(gè)對象交給自己的引用;而懶漢式在調用取得實(shí)例方法的時(shí)候才會(huì )實(shí)例化對象。代碼如下:

餓漢式單例

    public class Singleton {
        private static Singleton singleton = new Singleton();
        private Singleton(){}
        public static Singleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }

懶漢式單例

    public class Singleton {
        private static Singleton singleton;
        private Singleton(){}

        public static synchronized Singleton getInstance(){
            if(singleton==null){
                singleton = new Singleton();
            }
            return singleton;
        }
    }

單例模式的優(yōu)點(diǎn):

  • 在內存中只有一個(gè)對象,節省內存空間。
  • 避免頻繁的創(chuàng )建銷(xiāo)毀對象,可以提高性能。
  • 避免對共享資源的多重占用。
  • 可以全局訪(fǎng)問(wèn)。

適用場(chǎng)景:由于單例模式的以上優(yōu)點(diǎn),所以是編程中用的比較多的一種設計模式。我總結了一下我所知道的適合使用單例模式的場(chǎng)景:

  • 需要頻繁實(shí)例化然后銷(xiāo)毀的對象。
  • 創(chuàng )建對象時(shí)耗時(shí)過(guò)多或者耗資源過(guò)多,但又經(jīng)常用到的對象。
  • 有狀態(tài)的工具類(lèi)對象。
  • 頻繁訪(fǎng)問(wèn)數據庫或文件的對象。
  • 以及其他我沒(méi)用過(guò)的所有要求只有一個(gè)對象的場(chǎng)景。

單例模式注意事項:

  • 只能使用單例類(lèi)提供的方法得到單例對象,不要使用反射,否則將會(huì )實(shí)例化一個(gè)新對象。
  • 不要做斷開(kāi)單例類(lèi)對象與類(lèi)中靜態(tài)引用的危險操作。
  • 多線(xiàn)程使用單例使用共享資源時(shí),注意線(xiàn)程安全問(wèn)題。

關(guān)于java中單例模式的一些爭議:

單例模式的對象長(cháng)時(shí)間不用會(huì )被jvm垃圾收集器收集嗎

看到不少資料中說(shuō):如果一個(gè)單例對象在內存中長(cháng)久不用,會(huì )被jvm認為是一個(gè)垃圾,在執行垃圾收集的時(shí)候會(huì )被清理掉。對此這個(gè)說(shuō)法,筆者持懷疑態(tài)度,筆者本人的觀(guān)點(diǎn)是:在hotspot虛擬機1.6版本中,除非人為地斷開(kāi)單例中靜態(tài)引用到單例對象的聯(lián)接,否則jvm垃圾收集器是不會(huì )回收單例對象的。

對于這個(gè)爭議,筆者單獨寫(xiě)了一篇文章進(jìn)行討論,如果您有不同的觀(guān)點(diǎn)或者有過(guò)這方面的經(jīng)歷請進(jìn)入文章單例模式討論篇:?jiǎn)卫J脚c垃圾收集參與討論。

在一個(gè)jvm中會(huì )出現多個(gè)單例嗎

在分布式系統、多個(gè)類(lèi)加載器、以及序列化的的情況下,會(huì )產(chǎn)生多個(gè)單例,這一點(diǎn)是無(wú)庸置疑的。那么在同一個(gè)jvm中,會(huì )不會(huì )產(chǎn)生單例呢?使用單例提供的getInstance()方法只能得到同一個(gè)單例,除非是使用反射方式,將會(huì )得到新的單例。代碼如下

    Class c = Class.forName(Singleton.class.getName());
    Constructor ct = c.getDeclaredConstructor();
    ct.setAccessible(true);
    Singleton singleton = (Singleton)ct.newInstance();

這樣,每次運行都會(huì )產(chǎn)生新的單例對象。所以運用單例模式時(shí),一定注意不要使用反射產(chǎn)生新的單例對象。

懶漢式單例線(xiàn)程安全嗎

主要是網(wǎng)上的一些說(shuō)法,懶漢式的單例模式是線(xiàn)程不安全的,即使是在實(shí)例化對象的方法上加synchronized關(guān)鍵字,也依然是危險的,但是筆者經(jīng)過(guò)編碼測試,發(fā)現加synchronized關(guān)鍵字修飾后,雖然對性能有部分影響,但是卻是線(xiàn)程安全的,并不會(huì )產(chǎn)生實(shí)例化多個(gè)對象的情況。


單例模式只有餓漢式和懶漢式兩種嗎

餓漢式單例和懶漢式單例只是兩種比較主流和常用的單例模式方法,從理論上講,任何可以實(shí)現一個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例的設計模式,都可以稱(chēng)為單例模式。


單例類(lèi)可以被繼承嗎

餓漢式單例和懶漢式單例由于構造方法是private的,所以他們都是不可繼承的,但是其他很多單例模式是可以繼承的,例如登記式單例。


餓漢式單例好還是懶漢式單例好

在java中,餓漢式單例要優(yōu)于懶漢式單例。C++中則一般使用懶漢式單例。

單例模式比較簡(jiǎn)單,在此就不舉例代碼演示了。