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Java設(shè)計(jì)模式之單件模式深入講解

更新時(shí)間：2021年11月08日 16:18:14 作者：不俠居

有人說單件模式是最簡單的模式，因?yàn)樗挥幸粋€(gè)類，但其實(shí)它還有一些值得注意的地方，就如：出現(xiàn)并發(fā)性時(shí)，單件可能已經(jīng)不是單件了

定義

單件模式確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)

Java單件模式

經(jīng)典單件模式的實(shí)現(xiàn)

public class Singleton{
	private static Singleton uniqueInstance; // 利用一個(gè)靜態(tài)變量來記錄Singleton類的唯一實(shí)例
	private Singleton(){} // 把構(gòu)造器聲明為私有的，只有自Singleton類內(nèi)才可以調(diào)用構(gòu)造器
	// 用getInstance()方法實(shí)例化對象，并返回這個(gè)實(shí)例
	public static Singleton getInstance(){
		if (uniqueInstance == null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

在多線程中以上代碼會生成多個(gè)實(shí)例，所以需要我們對代碼進(jìn)行改進(jìn)

多線程單件模式的實(shí)現(xiàn)

public  class Singleton{
	private static Singleton uniqueInstance;

	private Singleton(){}

	public static synchronized Singleton getInstance(){
		if(uniqueInstance == null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

通過增加synchronized關(guān)鍵字到getInstance()方法中，我們迫使每個(gè)線程在進(jìn)入這個(gè)方法之前，要先等候別的線程離開該方法。也就是說，不會有兩個(gè)線程可以同時(shí)進(jìn)入這個(gè)方法。

急切創(chuàng)建實(shí)例

public class Singleton{
	// 在靜態(tài)初始化器（static initializai）中創(chuàng)建單件。這樣可以保證線程安全（thread sate）
	private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

	private static Singleton getInstance(){
		return uniqueInstance;
	}
	
}

在JVM在加載這個(gè)類時(shí)馬上創(chuàng)建此唯一的單件實(shí)例。JVM保證在任何線程訪問uniqueInstance靜態(tài)變量之前，一定創(chuàng)建此實(shí)例。

雙重檢查加鎖

會有兩次檢查實(shí)例是否存在，若不存在則創(chuàng)建實(shí)例，若存在則返回

public class Singlenton{
	// volatile關(guān)鍵詞：當(dāng)uniqueInstance變量被初始化成Singleton實(shí)例時(shí)，多個(gè)線程正確地處理uniqueInstance變量
	private volatile static Singleton uniqueInstance();
	
	private Singleton(){}

	public static Singleton getInstance(){
		// 檢查實(shí)例，如果不存在，就進(jìn)入同步區(qū)塊
		if(uniqueInstance == null){
			// 進(jìn)入?yún)^(qū)塊后，再檢查一次。如果仍是null，才創(chuàng)建實(shí)例
			synchronized (Singleton.class){
				if(uniqueInstance == null){
					uniqueInstance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

Python單件模式

模塊實(shí)現(xiàn)

Python 的模塊就是天然的單件模式，在模塊第一次被導(dǎo)入時(shí)，會生成.pyc文件，之后再次導(dǎo)入時(shí)，就會直接加載之前生成的.pyc文件，不會再次執(zhí)行模塊代碼
先創(chuàng)建一個(gè)Singleton文件

class Singleton:
	def getSingleton:
		pass
singleton = Singleton()

在其他文件中導(dǎo)入這個(gè)模塊，這個(gè)類的地址是唯一的

new關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)

當(dāng)實(shí)例化一個(gè)對象時(shí)，先調(diào)用類的__new__方法，默認(rèn)調(diào)用的是父類Object.__new__方法，實(shí)例化對象。然后再調(diào)用類的__init__方法進(jìn)行屬性的初始化。
我們可以再__new__方法內(nèi)加一個(gè)判斷，若實(shí)例存在，則不實(shí)例化，若不存在，則實(shí)例化。

class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance
    def __init__(self):
        pass

裝飾器實(shí)現(xiàn)

通過裝飾器來實(shí)現(xiàn)單件模式

函數(shù)裝飾器

def singleton(cls):
	# 創(chuàng)建一個(gè)私有變量，類型為字典，用來存放類地址的
    _instance = {}

    def inner():
    	# 如果類不存在
        if cls not in _instance:
        	# 實(shí)例化一個(gè)類并存放在字典里
            _instance[cls] = cls()
        return _instance[cls]
    return inner
    
@singleton
class ClassName(object):
    def __init__(self):
        pass

類裝飾器

class Singleton(object):
    def __init__(self, cls):
        self._cls = cls # 接受類名
        self._instance = {} # 存放類地址
    def __call__(self):
        if self._cls not in self._instance:
        	# 實(shí)例化類并存放在字典內(nèi)
            self._instance[self._cls] = self._cls()
        return self._instance[self._cls]

@Singleton
class ClassName(object):
    def __init__(self):
        pass

以上就是Java設(shè)計(jì)模式之單件模式深入講解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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