- 核心作用:
- 保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该实例的全局访问点
- 常见应用场景
- windows的任务管理器
- windows的回收站
- 项目中,读取配置文件的类
- 网站的计数器,否则难以同步
- 应用程序的日志应用,一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加
- 数据库连接池的设计一般也是采用单例,因为数据库连接是一种数据库资源
- Servlet的Application内置对象
- Servlet编程中每个servlet也是单例的
- Spring中每个bean默认就是单例的,这样做的有点是spring容器可以管理
- spring mvc框架/struts1框架,控制器对象也是单例
- 单例模式的优点:
- 由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决
- 单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化环共享资源访问,例如可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理
- 常见的五种单例模式实现方式
- 主要:
- 饿汉式(线程安全,调用效率高。但是,不能延时加载)
- 懒汉式(线程安全,调用效率不高。但是,可以延时加载)
- 其他:
- 双重检测锁式(由于JVM底层内部模型原因,偶尔会出现问题,不建议使用)
- 静态内部类式(线程安全,调用效率高。但是,可以延时加载)
- 枚举单例(线程安全,调用效率高,不能延时加载)
1、饿汉式实现(单例对象立即加载)
例1:
/** * 饿汉式单例模式 * @author qjc */ public class SingletonDemo1 { //类初始化时立即加载这个对象(没有延时加载的优势)。加载时,天然的是线程安全的! private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1(); //构造私有防止外部创建对象 private SingletonDemo1() { } //方法没有同步,调用效率高 public static SingletonDemo1 getInstance(){ return instance; } }
小结:
- 饿汉式单例模式代码中,static变量会在类装载时初始化,此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类,肯定不会发生并发访问的问题。因此,可以省略synchronized关键字
- 问题:
如果只是加载本类,而不是要调用getInstance(),甚至永远没用调用,则会造成资源浪费
2、懒汉式实现(单例对象延迟加载)
例2:
/** * 懒汉式单例模式 * @author qjc */ public class SingletonDemo2 { //延迟加载,用的时候在创建 private static SingletonDemo2 instance; //构造私有化 private SingletonDemo2() { } //方法同步,调用效率低 public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){ if(instance==null){ instance = new SingletonDemo2(); } return instance; } }
小结:
- 优点:
- lazy load! 延迟加载,懒加载!真正用的时候才加载
- 问题:
- 资源利用率高了,但是每次调用getInstance()方法都要同步,并发效率较低。
3、双重检测锁实现
例3:
/** * 双重检测锁实现单例模式 * @author qjc */ public class SingletonDemo3 { //延迟加载,用的时候在创建 private static SingletonDemo3 instance; //构造私有化 private SingletonDemo3() { } //方法同步双重校验锁 public static synchronized SingletonDemo3 getInstance(){ if(instance==null){ synchronized (SingletonDemo3.class) { if(instance==null){ instance = new SingletonDemo3(); } } } return instance; } }
小结:
- 说明:
- 这个模式将同步内容下方到if内部,提供了执行的效率,不必每次获取对象时都进行同步,只有第一步才同步,创建了以后就没必要了。
- 问题:
- 由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题,不建议使用。
4、静态内部类实现方式(也是一种懒加载方式)
例4:
/** * 静态内部类实现单例模式 * 线程安全、调用效率高、实现了延时加载 * @author qjc */ public class SingletonDemo4 { //构造私有化 private SingletonDemo4() { } //final 可不加 private static class SingletonClassInstance{ private static final SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4(); } public static SingletonDemo4 getInstance(){ return SingletonClassInstance.instance; } }
小结:
- 外部类有没static属性,则不会像饿汉式那样立即加载对象
- 只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。instance是static final类型,保证了内存中只有这样一个实例存在,而且只能被赋值一次,从而保证了线程安全性。
- 兼备了并发高效率调用和延迟加载的优势!
5、使用枚举实现单例模式
例5:
/** * 使用枚举实现单例模式 * 没有延时加载 * @author qjc */ public enum SingletonDemo5 { //这个枚举元素,本身就是单例对象 INSTANCE; //添加自己需要的操作 public void singletonOperation(){ } }
小结:
- 优点:
- 实现简单
- 枚举本身就是单例模式。由JVM从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞!
- 缺点:
- 无延迟加载
- 问题:
- 反射可以破解上面几种实现方式!(可以再构造方法中手动抛出异常控制)
- 反序列化可以破解上面几种实现方式!
- 可以通过定义readResolve()防止获得不同对象。
- 反序列化时,如果对象所在类定义了readResolve(),(实际是一种回调),定义返回哪个对象。
时间: 2024-11-05 19:39:40