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關(guān)于單例模式懶漢式和餓漢式的區(qū)別及說明

 更新時間:2023年07月28日 08:55:22   作者:AH_HH  
這篇文章主要介紹了關(guān)于單例模式懶漢式和餓漢式的區(qū)別及說明,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

單例模式懶漢式和餓漢式區(qū)別

單例模式

(Singleton Pattern)是 Java 中最簡單的設(shè)計模式之一。

這種類型的設(shè)計模式屬于創(chuàng)建型模式,它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類,該類負責(zé)創(chuàng)建自己的對象,同時確保只有單個對象被創(chuàng)建。

這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式,可以直接訪問,不需要實例化該類的對象。

注意

1、單例類只能有一個實例。

2、單例類必須自己創(chuàng)建自己的唯一實例。

3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

明確定義后,看一下代碼:

餓漢式

public class SingletonEH {
    /**
     *是否 Lazy 初始化:否
     *是否多線程安全:是
     *實現(xiàn)難度:易
     *描述:這種方式比較常用,但容易產(chǎn)生垃圾對象。
     *優(yōu)點:沒有加鎖,執(zhí)行效率會提高。
     *缺點:類加載時就初始化,浪費內(nèi)存。
     *它基于 classloder 機制避免了多線程的同步問題,
     * 不過,instance 在類裝載時就實例化,雖然導(dǎo)致類裝載的原因有很多種,
    * 在單例模式中大多數(shù)都是調(diào)用 getInstance 方法,
     * 但是也不能確定有其他的方式(或者其他的靜態(tài)方法)導(dǎo)致類裝載,
     * 這時候初始化 instance 顯然沒有達到 lazy loading 的效果。
     */
    private static SingletonEH instance = new SingletonEH();
    private SingletonEH (){}
    public static SingletonEH getInstance() {
        System.out.println("instance:"+instance);
        System.out.println("加載餓漢式....");
        return instance;
    }
}
 

餓漢就是類一旦加載,就把單例初始化完成,保證getInstance的時候,單例是已經(jīng)存在的了。

懶漢式

public class SingletonLH {
    /**
     *是否 Lazy 初始化:是
     *是否多線程安全:否
     *實現(xiàn)難度:易
     *描述:這種方式是最基本的實現(xiàn)方式,這種實現(xiàn)最大的問題就是不支持多線程。因為沒有加鎖 synchronized,所以嚴格意義上它并不算單例模式。
     *這種方式 lazy loading 很明顯,不要求線程安全,在多線程不能正常工作。
     */
    private static SingletonLH instance;
    private SingletonLH (){}
    public static SingletonLH getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLH();
        }
        return instance;
    }
}

而懶漢比較懶,只有當調(diào)用getInstance的時候,才回去初始化這個單例。

1、線程安全

餓漢式天生就是線程安全的,可以直接用于多線程而不會出現(xiàn)問題,

懶漢式本身是非線程安全的,為了實現(xiàn)線程安全有幾種寫法。

例:

public class SingletonLHsyn {
    /**
     *是否 Lazy 初始化:是
     *是否多線程安全:是
     *實現(xiàn)難度:易
     *描述:這種方式具備很好的 lazy loading,能夠在多線程中很好的工作,但是,效率很低,99% 情況下不需要同步。
     *優(yōu)點:第一次調(diào)用才初始化,避免內(nèi)存浪費。
     *缺點:必須加鎖 synchronized 才能保證單例,但加鎖會影響效率。
     *getInstance() 的性能對應(yīng)用程序不是很關(guān)鍵(該方法使用不太頻繁)。
     */
    private static SingletonLHsyn instance;
    private SingletonLHsyn (){}
    public static synchronized SingletonLHsyn getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLHsyn();
        }
        return instance;
    }
}

2、資源加載和性能

餓漢式在類創(chuàng)建的同時就實例化一個靜態(tài)對象出來,不管之后會不會使用這個單例,都會占據(jù)一定的內(nèi)存,但是相應(yīng)的,在第一次調(diào)用時速度也會更快,因為其資源已經(jīng)初始化完成。

而懶漢式顧名思義,會延遲加載,在第一次使用該單例的時候才會實例化對象出來,第一次調(diào)用時要做初始化,如果要做的工作比較多,性能上會有些延遲,之后就和餓漢式一樣了。

意圖:保證一個類僅有一個實例,并提供一個訪問它的全局訪問點。

主要解決:一個全局使用的類頻繁地創(chuàng)建與銷毀。

何時使用:當您想控制實例數(shù)目,節(jié)省系統(tǒng)資源的時候。

如何解決:判斷系統(tǒng)是否已經(jīng)有這個單例,如果有則返回,如果沒有則創(chuàng)建。

關(guān)鍵代碼:構(gòu)造函數(shù)是私有的。

應(yīng)用實例:

  • 1、一個黨只能有一個主席。
  • 2、Windows 是多進程多線程的,在操作一個文件的時候,就不可避免地出現(xiàn)多個進程或線程同時操作一個文件的現(xiàn)象,所以所有文件的處理必須通過唯一的實例來進行。
  • 3、一些設(shè)備管理器常常設(shè)計為單例模式,比如一個電腦有兩臺打印機,在輸出的時候就要處理不能兩臺打印機打印同一個文件。

優(yōu)點:

  • 1、在內(nèi)存里只有一個實例,減少了內(nèi)存的開銷,尤其是頻繁的創(chuàng)建和銷毀實例(比如管理學(xué)院首頁頁面緩存)。
  • 2、避免對資源的多重占用(比如寫文件操作)。

缺點:沒有接口,不能繼承,與單一職責(zé)原則沖突,一個類應(yīng)該只關(guān)心內(nèi)部邏輯,而不關(guān)心外面怎么樣來實例化。

使用場景:

  • 1、要求生產(chǎn)唯一序列號。
  • 2、WEB 中的計數(shù)器,不用每次刷新都在數(shù)據(jù)庫里加一次,用單例先緩存起來。
  • 3、創(chuàng)建的一個對象需要消耗的資源過多,比如 I/O 與數(shù)據(jù)庫的連接等。

注意事項:

getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時進入造成instance 被多次實例化。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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