java設(shè)計模式之單例模式
單例模式也叫做單肩模式,也是一種創(chuàng)建型模式,是我們?nèi)粘i_發(fā)中最常使用的一種設(shè)計模式,經(jīng)常被用來封裝一些工具類,例如數(shù)據(jù)庫連接等。
單例模式的定義:
單例模式,是一種常用的軟件設(shè)計模式。在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個被稱為單例的特殊類。通過單例模式可以保證系統(tǒng)中一個類只有一個實例。即一個類只有一個對象實例
單例模式分為以下幾種:
①餓漢單例模式
②懶漢單例模式
③IoDH單例模式
④枚舉單例模式
下面我們一一的進行介紹:
1.首先是餓漢單例模式,顧名思義“餓漢”,代表急著“吃飯”(這里的飯應(yīng)該是指的實例對象),所以很早就創(chuàng)建出來。不多說,上代碼:
package singleton; public class HungrySingletonP { private static HungrySingletonP instance=new HungrySingletonP(); public HungrySingletonP(){} public static HungrySingletonP getInstance(){ return instance; } }
這段代碼很形象的體現(xiàn)了餓漢模式。
這種方法在類加載的時候就已經(jīng)實例化了(只創(chuàng)建唯一的實例),所以不存在線程上的一些問題。但是,也因為如此如果有太多的單例,且這些實例不經(jīng)常使用那么久會造成對內(nèi)存的浪費。
2.懶漢模式,同樣什么叫做懶漢模式?一個懶惰的人,只有去吃飯的時候才會去刷碗(昨天用過的臟碗),即:只有當用到對象的時候才去創(chuàng)建對象,來上代碼:
package singleton; public class LasySingletonV1 { private static LasySingletonV1 instance; public LasySingletonV1(){} public static LasySingletonV1 getInstance(){ if(instance==null){ return new LasySingletonV1(); }else return instance; } }
上面的這段代碼是懶漢模式,當我們不需要實例的時候,它不會創(chuàng)建實例,只有需要實例的時候,才會創(chuàng)建,節(jié)省空間。
但是,我們不推薦使用,因為我們原來的設(shè)計理念是:當需要的時候(并且instance為空)創(chuàng)建實例,當已經(jīng)創(chuàng)建過后,如果還需要實例,則判斷instance是否為空,因為前邊已經(jīng)創(chuàng)建過了,不為空,所以直接返回之前已經(jīng)創(chuàng)建的實例。
以上的想法是很好的,但是它是線程不安全的。因為:當有多個線程同時調(diào)用這個方法時,因為同時判斷實例為空,所以會創(chuàng)建很多個實例,這不符合單例模式的設(shè)計理念(一個類只有一個實例對象)。
所以我們需要對它進行改進,因為它會異步創(chuàng)建多個實例,多以我們很容易就能想到,在getInstance方法之前加上synchronized進行同步:
package singleton; public class LasySingletonV2 { private static LasySingletonV2 instance; public LasySingletonV2(){} public synchronized LasySingletonV2 getInstance(){ if(instance==null){ return new LasySingletonV2(); }else return instance; } }
上面這樣,就不會創(chuàng)建多個實例對象符合單例模式的概念。
但是上面這樣的設(shè)計使得我們每次需要目標實例的時候都要排隊等待,假設(shè)有很多線程都在調(diào)用這個getInstance方法,那么就會陷入很長時間的等待,大大降低的程序的效率。
所以我們還要對程序進行一定的修改,如果我們創(chuàng)建一個
package singleton; public class LasySingletonV3 { private static LasySingletonV1 instance; public LasySingletonV3(){} public LasySingletonV3 getInstance(){ if(instance==null){ synchronized(LasySingletonV3.class){ if(instance==null){ return new LasySingletonV3(); } } } return instance; } }
以上的方法是懶漢模式的完整版本,我們來仔細分析一下:
當有多個線程第一次調(diào)用這個方法的時候,都滿足instance為空,來到下一步,先獲得鎖的線程進入下一步繼續(xù)判斷是否為空,為空,然后創(chuàng)建實例返回實例。
沒有獲得鎖的線程一直等待到獲得鎖的線程釋放鎖,當在等待的線程獲得鎖的時候進入下一步,還要進行判斷instance是否為空,但是這個時候instance已經(jīng)不為空了,因為前面的線程已經(jīng)創(chuàng)建了實例,所以返回已經(jīng)創(chuàng)建好的實例。
以上是第一批調(diào)用getInstance方法的線程,當后續(xù)的線程調(diào)用這個方法的時候就不用進行鎖的獲取了和釋放了,因為第一步已經(jīng)判斷instance不為空,直接返回instance實例。
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