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Java設(shè)計(jì)模式之單例模式簡單解析

更新時(shí)間：2023年12月16日 09:41:52 作者：小晨想好好學(xué)習(xí)

這篇文章主要介紹了Java設(shè)計(jì)模式之單例模式簡單解析,單例模式的優(yōu)點(diǎn)在于在內(nèi)存中某個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例,減少了內(nèi)存的開銷,尤其是頻繁的創(chuàng)建和銷毀實(shí)例,避免對資源的多重暫用,需要的朋友可以參考下

單例模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

在內(nèi)存中某個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，減少了內(nèi)存的開銷，尤其是頻繁的創(chuàng)建和銷毀實(shí)例
避免對資源的多重暫用

缺點(diǎn)： 沒有接口，不能繼承

單例模式的幾種實(shí)現(xiàn)方式

1、餓漢式（線程安全）

類加載時(shí)就初始化實(shí)例，避免了多線程同步問題，天然線程安全。

為什么餓漢式是線程安全的？ 類加載的方式是按需加載，且只加載一次。因此，在上述單例類被加載時(shí)，就會實(shí)例化一個(gè)對象并交給自己的引用，供系統(tǒng)使用，即在線程訪問單例對象之前，其就已經(jīng)創(chuàng)建好了。線程每次都只能拿到這個(gè)唯一的對象。因此，餓漢式單例天生就是線程安全的。

class Singleton{
    //1、私有化構(gòu)造器，這樣外部就不能通過構(gòu)造器來創(chuàng)建對象
    private Singleton(){
    }
    //2、本類內(nèi)部創(chuàng)建對象實(shí)例
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    //3、對外提供一個(gè)共有的靜態(tài)方法，返回對象實(shí)例
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

2、餓漢式（靜態(tài)代碼塊方式）

class Singleton{
    //1、私有化構(gòu)造器，這樣外部就不能通過構(gòu)造器來創(chuàng)建對象
    private Singleton(){
    }
    //2、本類內(nèi)部創(chuàng)建對象實(shí)例
    private static Singleton instance;
    //3、在靜態(tài)代碼塊中創(chuàng)建單例對象
    static {
        instance = new Singleton();
    }
    //4、對外提供一個(gè)共有的靜態(tài)方法，返回對象實(shí)例
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

3、懶漢式（線程不安全）

實(shí)例對象在第一次被調(diào)用的時(shí)候才真正構(gòu)建的，而不是程序一啟動就會自動構(gòu)建。這種實(shí)現(xiàn)最大的問題就是不支持多線程，因?yàn)闆]有加鎖，多線程場景下不要使用，因?yàn)榭赡軙a(chǎn)生多個(gè)對象，不再是單例

class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){};
    //提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，當(dāng)使用到該方法時(shí)，才會去創(chuàng)建instance
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

4、懶漢式+鎖實(shí)現(xiàn)多線程安全的單例模式

每次獲取實(shí)例時(shí)，也需要等待其他線程的鎖釋放，效率低

class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){};
    //提供一個(gè)靜態(tài)的公有方法，當(dāng)使用到該方法時(shí)，才會去創(chuàng)建instance
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

5、double-check locking實(shí)現(xiàn)單例模式

多個(gè)線程只在創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候加鎖實(shí)現(xiàn)同步

class Singleton{
    // volatile: 輕量級的synchronized, 由它修飾的變量在發(fā)生變化后會立即刷新到主存
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton(){};
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance==null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

【注意】instance為什么需要采? volatile 關(guān)鍵字修飾？

instance采? volatile 關(guān)鍵字修飾也是很有必要的，在上述代碼中有下面這一句代碼

instance= SingletonDCL();

其實(shí)是分為三步執(zhí)?的：

1.為 instance 分配內(nèi)存空間

2. 初始化 instance

3. 將 instance指向分配的內(nèi)存地址

但是由于 JVM 具有指令重排的特性，執(zhí)?順序有可能變成 1->3->2。指令重排在單線程環(huán)境下不會出現(xiàn)問題，但是在多線程環(huán)境下會導(dǎo)致?個(gè)線程獲得還沒有初始化的實(shí)例。

例如，線程A 執(zhí)?了 1 和3，此時(shí)線程B調(diào)? getInstance() 后發(fā)現(xiàn) instance不為空，因此返回instance，但此時(shí)instance還未被初始化，使? volatile 可以禁? JVM 的指令重排，保證在多線程環(huán)境下也能正常運(yùn)?。

到此這篇關(guān)于Java設(shè)計(jì)模式之單例模式簡單解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java的單例模式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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