Java的單例設計模式詳解

更新時間：2018年12月22日 15:52:42 作者：pigdreams

今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Java的單例設計模式詳解，小編覺得內(nèi)容挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧

1.什么是單例模式

生成一個獨一無二的，保證任何時刻一個類只有一個實例的模式
確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點
可以在需要時才創(chuàng)建對象，避免了全局變量在程序啟動時就得創(chuàng)建對象的缺點。

2.經(jīng)典單例模式實現(xiàn)

public class MyInstance{
 //第一步：私有化構(gòu)造器，只有類自身才能調(diào)用構(gòu)造器外部類不能夠直接new出這個類的實例對象
 private MyInstance(){}
 //第二步：聲明一個全局靜態(tài)變量來記錄自身實例的對象,也是私有的，限制其它外部類訪問
 private static MyInstance myInstance;
 //第三步：提供一個外部可訪問的靜態(tài)公開方法，來獲得該類的唯一實例
 public static MyInstance getMyInstance(){
 //第四步：進行判斷自身類對象如果為空，則創(chuàng)建一個實例
 if(myInstance==null){
  //這里的方法只執(zhí)行了一次，生成了一個唯一的類對象
  myInstance=new MyInstance();
 }
 //第五步：如果不為空，則返回該類對象，故由始至終，該類對象只初始化過一次，只有一個對象存在，這就是單例模式
 return myInstance;
 }
}

3.經(jīng)典模式存在的缺陷

這種經(jīng)典模式也稱之為懶漢式單例模式（lazy instantiaze),因為它是延遲化實例化的，即如果我們不需要這個實例，則它永遠不會被初始化，只有在調(diào)用過一次實例化方法后，才會被創(chuàng)建出對象。

在多線程的情況下可能會產(chǎn)生并發(fā)問題，因為獲取單例的方法getMyInstance()有可能被多個線程同時訪問，這時就會有可能創(chuàng)建出兩個以上的實例對象。這就要考慮要線程安全的問題了，解決問題就是在獲取實例方法處加一個同步鎖，這樣就能輕松地解決線程并發(fā)的問題了。

public static synchronized MyInstance getMyInstance(){
 //加同步鎖關(guān)鍵字synchronized，這樣在有線程訪問這個方法時，其它線程只能等待當前線程訪問結(jié)束才能訪問這個方法。
 if(myInstance==null){
  //這里的方法只執(zhí)行了一次，生成了一個唯一的類對象
  myInstance=new MyInstance();
 }

4.多線程下同步所造成的性能問題

如果將獲取實例的方法進行同步的話，會造成程序執(zhí)行的效率大大地下降，而且單例對象生成只要調(diào)用一次方法即可，之后每次調(diào)用這個方法時，同步都是一種累綴，有可能會拖垮程序的性能。

當然如果你的程序?qū)τ谛阅艿囊蟛⒉皇呛芨叩脑?，用同步的方法獲取單例是最簡單而有效的。

為保證程序的性能并且又不會出現(xiàn)并發(fā)的問題，可以使用另一種生成單例對象的模式，叫做餓漢式單例模式(eagerly instantiaze)

public class MyInstance{
 //第一步：私有化構(gòu)造器
 private MyInstance(){}
 //第二步：聲明一個全局靜態(tài)變量來記錄自身實例的對象,并進行實例化
 private static MyInstance myInstance=new MyInstance();
 //第三步：提供一個外部可訪問的靜態(tài)公開方法，來獲得該類的唯一實例
 public static MyInstance getMyInstance(){
 return myInstance;
 }

這個模式使JVM在加載這個類時會馬上創(chuàng)建唯一的單例對象，這樣就能保證任何線程訪問靜態(tài)單例變量myInstance時，單例對象一定被實例化過了。

5.利用雙重檢查加鎖來提升性能

首先檢查實例是否已經(jīng)創(chuàng)建了，如果沒有才進行同步獲取實例的方法，這樣就保證了實例方法只會在第一次獲取實例時會同步。
這里要用到一個關(guān)鍵字volatile,此關(guān)鍵字確保了當實例變量myInstance被初始化成實例對象時，多個線程能正確地處理實例變量。注意，這個關(guān)鍵字只有在Java1.5及以上的版本才會對雙重檢查加載生效。

public class MyInstance{
 //用關(guān)鍵字volatile修飾實例變量
 private volatile static MyInstance myInstance;
 //私有化構(gòu)造器
 private MyInstance(){}
 public static MyInstance getMyInstance(){
 //第一次檢查實例是否存在
 if(myInstance==null){
  //如果不存在則進入同步區(qū)塊
  synchronized (MyInstance.class){
  if(myInstance==null){
   //第二次檢查，如果不為空才真正創(chuàng)建實例對象
   myInstance=new MyInstance();
  }
  } 
 }
 //如果不為空，則直接返回該類對象
 return myInstance;
 }
}

單例模式的所有情況都已經(jīng)總結(jié)完畢，一開始以為單例模式應該是所有設計模式中最簡單易懂的了，沒想到看到四人幫的HeadFirst設計模式后發(fā)現(xiàn)還有這么多門道，真的是學無止境。