java设计模式 - 单例模式(干货)

  深度讲解23种设计模式,力争每种设计模式都刨析到底。废话不多说,开始第一种设计模式 - 单例。

  作者已知的单例模式有8种写法,而每一种写法,都有自身的优缺点。

1,使用频率最高的写法,废话不多说,直接上代码

/** * @author xujp * 饿汉式 静态变量 单例 */
public class Singleton  implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private final static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton(){}    public static Singleton getSingleton(){        return instance;    }

    private String tmp;

    public String getTmp() {        return tmp;    }

    public void setTmp(String tmp) {        this.tmp = tmp;    }}

 new Singleton() 的执行时机 - > 类加载时

 这种方法是最通用的单例实现,也是笔者常用的,但这种方法有一些缺点:

 1)内存方面,如果单例中的内容很多,会在类加载时,就占用java虚拟机(这里专指HotSpot)空间。

 2)序列化以及反序列化问题,如果这个单例类实现了序列化接口Serializable,那么可以通过反序列化来破坏单例。

 通过反序列化破坏单例:

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {    Singleton singleton=null;    Singleton singletonNew=null;

    singleton=Singleton.getSingleton();

    singleton.setTmp("123");

    ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream();    ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(bos);    oos.writeObject(singleton);

    ByteArrayInputStream bis=new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());    ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(bis);    singletonNew= (Singleton) ois.readObject();

    singleton.setTmp("456");

    System.out.println(singletonNew.getTmp());    System.out.println(singleton.getTmp());    System.out.println(singleton==singletonNew);}

  输出结果为:

  false

  123

  456

  从这里例子中我们可以看到单例被破坏了,也就不能保证单例的唯一性。

2,第一种方案的变种

/** * @author xujp * 饿汉式 静态代码块 单例 */public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private final static Singleton instance;

    static {        instance = new Singleton();    }

    private Singleton(){}

    public static Singleton getSingleton(){        return instance;    }}

 其实这种方法和第一种方法,几乎没有什么区别。

3,线程不安全的写法 - 1

/** * @author xujp * 懒汉式 单例 线程不安全 */public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getSingleton(){        if(null != instance) {            instance = new Singleton();        }        return instance;    }}

 这种写法,虽然实现了懒加载,节省了内存,但线程不安全。

 假设有两个线程,并假设 new Singleton() 耗时2秒,0秒时,线程1执行new,然后去等待,1秒时,线程2执行if判断,

这个时候判断结果就是true,这样就会出现两个Singleton对象,完美破坏掉了单例。

4,线程不安全的写法 - 2

/** * @author xujp * 懒汉式 单例 代码块加锁 线程不安全 */public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getSingleton(){        if(null != instance) {            synchronized (Singleton.class) {                instance = new Singleton();            }        }        return instance;    }}

 这种写法虽然在new Single()时,增加了锁,但这个锁,并不能阻止单例被破坏,所以这种写法错误。

 同样,假设有两个线程,线程1执行到synchronized时,线程2执行if判断,这个时候判断结果就是true,

这样就会出现两个Singleton对象,同样完美破坏掉了单例。

5,线程安全,但资源消耗过多

/** * @author xujp * 懒汉式 单例 方法加锁 线程不安全 */public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    synchronized public static Singleton getSingleton(){        if(null != instance) {            instance = new Singleton();        }        return instance;    }}

 这种写法确实能够保证线程安全,但synchronized属于方法锁,而方法锁回锁定对象,导致性能低下。

6,相对完美的写法 - 1

/** * @author xujp * 懒汉式 单例 代码加锁 线程安全 */public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getSingleton(){        if(null != instance) {            synchronized (Singleton.class) {                if(null != instance) {                    instance = new Singleton();                }            }        }        return instance;    }}

双检查这种写法,在多线程问题上,属实没有问题,synchronized也没有锁定对象,而且也优化了锁资源开销问题。

7,相对完美的写法 - 2

/** * @author xujp * 懒汉式 单例 静态内部类 线程安全 */public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

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

    public static Singleton getSingleton(){        return SingletonInstance.instance;    }}

使用静态内部类来实现单例,主要借助JVM机制,静态内部类初始化的时候,其他线程无法进入,从而避免了多线程问题。

而且静态内部类不会直接初始化,从而减轻了内存开销。

8,完美写法

/** * @author xujp * 枚举实现单例 */public enum Singleton {    SINGLETON;    private String property = "hello ca fe ba be";    public void doSomeThing(){        System.out.println(property);    }}

这种写法用枚举解决多线程问题,而且时唯一一种解决序列化问题的写法。

改写法出自大神Josh Bloch,如果有兴趣可以去查看一下他的资料。

总结:

1,1和2写法虽然是饿汉式,没有实现懒加载,也没有100%保证单例,但却是我们最常用的写法,

 因为,单例对象通常占用空间不会很大,而且程序都由程序员自己管理,被反序列的危险性不高。

2,3和4写法实现了懒加载,减少了内存开销,但不能使用,因为多线程开发,是我们常见的开发。

3,5写法使用了方法锁,会将对象锁住,会导致性能大打折扣。

4,6和7写法,懒加载、性能都非常完美,缺点只有一个,那就是序列化问题。

5,8写法,笔者暂未发现缺点。

实际开发中,无论是使用1、2写法,还是使用6、7写法,亦或是使用8写法,都是可以的。


  

原文地址:https://www.cnblogs.com/x-j-p/p/12373266.html

时间: 2024-07-28 12:24:35

java设计模式 - 单例模式(干货)的相关文章

Java设计模式の单例模式

-------------------------------------------------- 目录 1.定义 2.常见的集中单例实现 a.饿汉式,线程安全 但效率比较低 b.单例模式的实现:饱汉式,非线程安全 c.饱汉式,线程安全简单实现 d.线程安全 并且效率高  单例模式最优方案 3.总结 a.使用枚举的单例模式 b.使用枚举,static处调用,初始化一次 -------------------------------------------------- 1.定义 确保一个类只有

Java 设计模式 单例模式(Singleton) [ 转载 ]

Java 设计模式 单例模式(Singleton) [ 转载 ] 转载请注明出处:http://cantellow.iteye.com/blog/838473 前言 懒汉:调用时才创建对象 饿汉:类初始化时就创建对象 第一种(懒汉,线程不安全): 1 public class Singleton { 2 private static Singleton instance; 3 private Singleton (){} 4 5 public static Singleton getInstan

(3)Java设计模式-单例模式

单例模式(Singleton)是一种较为常用的设计模式,单例对象能保证在JVM虚拟中,该对象只有一个实例存在. 1.(懒汉,线程不安全) 1 //单例模式 2 public class Singleton { 3 // 私有化构造方法防止对象在外部被实例化 4 private Singleton() { 5 System.out.println("create"); 6 } 7 8 // 私有化静态实例,防止实例被外部应用 9 private static Singleton sing

Java设计模式-单例模式(Singleton)

单例对象(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.这样的模式有几个好处: 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. 3.有些类如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,如果该类可以创建多个的话,系统完全乱了.(比如一个军队出现了多个司令员同时指挥,肯定会乱成一团),所以只有使用单例模式,才能保证核心交易服务器独立控制整个流程. 单例

java设计模式--单例模式

单例设计模式 Singleton是一种创建型模式,指某个类采用Singleton模式,则在这个类被创建后,只可能产生一个实例供外部访问,并且提供一个全局的访问点. 核心知识点如下: (1) 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化(采用private修饰). (2) 在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static类型. (3) 定义一个静态方法返回该类的实例. /** * 方法一 * 单例模式的实现:饿汉式,线程安全 但效率比较低 */ public class Singl

Java设计模式—单例模式和模板模式

1.单例模式方法:类构造方法私有的,类里面有个静态类对象用来保存这个类对象,并且这个类提供获取该类对象的静态方法. /** * 单例设计模式 * @author Admin * */ public class Design1 { private String name; private static Design1 d; private Design1(String name){ this.name = name; } public static Design1 getDesign(){ if(

浅析Java设计模式 - 单例模式

以下是三种单例模式的代码实现,前两者用的比较多 (言外之意 最后一种可以忽略) 1 package com.signle; 2 3 import java.util.HashMap; 4 import java.util.Map; 5 6 /** 7 * 8 * @title 单例模式 9 * @Copyright Copyright (c)2016年3月9日 10 * @Company CTC 11 * @version 1.0 12 * @author ejokovic 13 * @time

转!java设计模式--单例模式

作为对象的创建模式,单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例.这个类称为单例类. 单例模式的结构 单例模式的特点: 单例类只能有一个实例. 单例类必须自己创建自己的唯一实例. 单例类必须给所有其他对象提供这一实例. 饿汉式单例类 public class EagerSingleton { private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton(); /** * 私有默认构造子 */ private E

Java设计模式—单例模式

Singleton是一种创建型模式,指某个类采用Singleton模式,则在这个类被创建后,只可能产生一个实例供外部访问,并且提供一个全局的访问点. 核心知识点如下: (1) 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化(采用private修饰). (2) 在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static类型. (3) 定义一个静态方法返回该类的实例. 一:饿汉模式 优点是:写起来比较简单,而且不存在多线程同步问题,避免了synchronized所造成的性能问题:缺点是:当类Si