Java设计模式菜鸟系列(六)单例模式建模与实现

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单例模式（Singleton）：是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。好处主要有：1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。

单例模式主要有两种实现方式：1、懒汉式；2、饿汉式

一、uml建模

二、代码实现：

1、懒汉式

/**
 * 示例：单例--单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。
 *
 * 缺点：这种做法在多线程环境下，不安全
 *
 * 懒汉式
 */

class Singleton {
	/**
	 * 持有私有静态变量(也称类变量)，防止被引用
	 *
	 * 此处赋值为null，目的是实现延迟加载 (因为有些类比较庞大，所以延迟加载有助于提升性能)
	 */
	private static Singleton instance = null;

	/** 私有构造方法，防止被实例化 */
	private Singleton() {

	}

	/** 静态工厂方法，创建实例 --只不过这里是创建自己，而且只能创建一个 */
	public static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}

	public void info() {
		System.out.println("this is a test method...");
	}
}

/**
 * 客户端测试类
 *
 * @author Leo
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 调用普通方法
		 */
		s1.info();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 运行结果为true，说明s1、s2这两个类变量都指向内存中的同一个对象
		 */
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

2、饿汉式

/**
 * 饿汉式
 */

class Singleton {
	private static Singleton instance = new Singleton();

	private Singleton() {

	}

	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}

	public void info() {
		System.out.println("this is a test method...");
	}
}

/**
 * 客户端测试类
 *
 * @author Leo
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 调用普通方法
		 */
		s1.info();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 运行结果为true，说明s1、s2这两个类变量都指向内存中的同一个对象
		 */
		System.out.println(s1 == s2);
	}

}

3、如果考虑多线程，那么getInstance()方法要加同步synchronized，这时饿汉式比懒汉式要好，尽管资源利用率要差，但是不用同步。

/**
 *
 * 考虑多线程的时候，下面这种做法可以参考一下：--懒汉式
 *
 * 在创建类的时候进行同步，所以只要将创建和getInstance()分开，单独为创建加synchronized关键字
 *
 * 这种做法考虑性能的话，整个程序只需创建一次实例，所以性能也不会有什么影响。
 *
 * @author Leo
 */
public class SingletonTest {

	private static SingletonTest instance = null;

	private SingletonTest() {
	}

	private static synchronized void syncInit() {
		if (instance == null) {
			instance = new SingletonTest();
		}
	}

	public static SingletonTest getInstance() {
		if (instance == null) {
			syncInit();
		}
		return instance;
	}
}

三、总结

单例模式保证了一个类只有一个实例，且提供一个访问全局点的方式，更加灵活的保证了实例的创建和访问约束。系统中只有一个实例，因此构造方法应该为私有 饿汉式：类加载时直接创建静态实例；懒汉式：第一次需要时才创建一个实例，那么getInstance方法要加同步 饿汉式比懒汉式要好，尽管资源利用率要差，但是不用同步。