Java中的单例模式介绍

发布时间：2021-11-18 14:35:08 所属栏目：教程来源：互联网

导读：概念： Java中的单例模式是一种常见的设计模式，单例模式的写法有好几种这里主要介绍三种：懒汉式单例，饿汉式单例，登记式单例（这种最好）。单例模式的特点： 1.单例类只有一个实例 2.单例类必须自己创建自己的唯一实例 3.单例类必须给其他的对象提供这一

概念：

Java中的单例模式是一种常见的设计模式，单例模式的写法有好几种这里主要介绍三种：懒汉式单例，饿汉式单例，登记式单例（这种最好）。

单例模式的特点：

1.单例类只有一个实例

2.单例类必须自己创建自己的唯一实例

3.单例类必须给其他的对象提供这一实例

单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。

1.懒汉式单例（经典的单例模式）

/*
* 经典单例模式 ,在第一次调用getInstance（）的时候实例化自己
*/
public class Singleton {
  private static Singleton singleton=null;
  private Singleton (){}
  public static Singleton getInstance（）{
if(singleton==null)
            return new Singleton();
else return singleton;
}
}
Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。

（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。）

但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例.

例如，线程A和线程B同时第一次运行到如下语句

if (instance == null){ ...}此时2个线程的判断都为true，所以就都进行了一次实例化new Singleton ()。

要实现线程安全，有以下三种方式，都是对getInstance这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全。

1、在getInstance方法上加同步

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

2.添加块锁(双重锁检查)

public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
              if (singleton == null) {
                  singleton = new Singleton();
              }
            }
        } else
        return singleton;
    }

饿汉单例模式

/*
* 饿汉一步到位方式
*/
public class Singleton<span style="font-family: Arial;">1{ </span>
    private static final Singleton1 instance = new Singleton2();
    private Singleton1(){};
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以天生是线程安全的。

饿汉式和懒汉式区别

从名字上来说，饿汉和懒汉，

饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getInstance的时候，单例是已经存在的了，

而懒汉比较懒，只有当调用getInstance的时候，才回去初始化这个单例。

1、线程安全：

饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，

懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的，

第2种，在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗

登记式模式

（holder）
?public class Singleton {
    private Singleton() {} //构造方法是私有的，从而避免外界利用构造方法直接创建任意多实例。
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.SINGLETON;
    }
    private static class Holder {
      private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }
}

三种模式的优缺点

懒汉式：

优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。

缺点：必须加锁synchronized 才能保证单例，（如果两个线程同时调用getInstance方法，会chuxia）但加锁会影响效率。

饿汉式：
优点：没有加锁，执行效率会提高。

缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

登记：内部类只有在外部类被调用才加载，产生SINGLETON实例；又不用加锁。此模式有上述两个模式的优点，屏蔽了它们的缺点，是最好的单例模式。

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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