Java设计模式-单例模式

某些系统中为了节省内存资源、保证数据内容的一致性,对某些类要求只能创建一个实例,这就是所谓的单例模式。

单例模式属于创建型模式创建型模式的主要关注点是“怎样创建对象?”,它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。这样可以降低系统的耦合度,使用者不需要关注对象的创建细节,对象的创建由相关的工厂来完成。就像我们去商场购买商品时,不需要知道商品是怎么生产出来一样,因为它们由专门的厂商生产。

定义与特点

单例(Singleton)模式的定义:指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式。例如,Windows中只能打开一个任务管理器,这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费,或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

在计算机系统中,还有Windows的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程序的日志对象、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、系统中的缓存等常常被设计成单例。

单例模式有 3 个特点:

  1. 单例类只有一个实例对象;
  2. 该单例对象必须由单例类自行创建;
  3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点;

结构

单例模式的主要角色如下:

  • 单例类:包含一个实例且能自行创建这个实例的类。
  • 访问类:使用单例的类。
    Java设计模式-单例模式

实现

饿汉模式:

public class HungrySingleton {
    private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton() {
    }

    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

懒汉模式:

package com.lifengdi.designpatterns.demo.singleton;

/**
 * 单例模式-懒汉模式
 * 特点是类加载时没有生成单例,只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例
 * 缺点是每次访问时都要同步,会影响性能,且消耗更多的资源
 *
 * @author 李锋镝
 * @date Create at 11:24 2019/12/12
 */
public class LazySingleton {
    //保证 instance 在所有线程中同步
    private static volatile LazySingleton instance = null;

    //private 避免类在外部被实例化
    private LazySingleton() {
    }

    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        //getInstance 方法前加同步
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

枚举:

package com.lifengdi.designpatterns.demo.singleton;

/**
 * 单例模式-枚举
 * 枚举也是一种特殊的单例模式。可以避免反射、序列化的问题。
 *
 * 反射问题:
 * 懒汉模式和饿汉模式通过私有化构造方法来避免类在外部被实例化,
 * 但是可以通过JAVA的反射机制调用私有构造方法来实例化单例类,所以私有化构造方法并不保险。
 *
 * 序列化问题:
 * 懒汉模式和饿汉模式被序列化前后的对象并不相等(任何一个readObject方法,
 * 不管是显式的还是默认的,它都会返回一个新建的实例,这个新建的实例不同于该类初始化时创建的实例)。
 * 当然这个问题也可以被解决。
 * @author 李锋镝
 * @date Create at 11:36 2019/12/12
 */
public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;
    public EnumSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

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本文链接:https://www.lifengdi.com/archives/article/1634

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