设计模式GOF23--单例模式

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名词解析：GOF-->Group Of Four 四人帮

设计模式共分为以下几种模式：

  • 创建型模式：
    • 单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式
  • 结构型模式：
    • 适配器模式、桥接模式、装饰者模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式
  • 行为模式：
    • 模板方法模式 、命令模式、装饰模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式。状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式

核心作用

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

常见的应用场景

  • windows的任务管理器、回收站
  • 项目中的读取配置文件的类，数据库连接池，一般也只有一个对象。
  • 应用程序中的日志应用、网站中的计数器
  • Applicathion和每个Servlet也是单例
  • Spring中，每个Bean也是单例的
  • Spring MVC框架/Struts框架中，控制对象也是单例

单例模式的优点

  • 减少性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖方式时，则可以通过在应用中启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留在内存的方式来解决。
  • 单例模式可以在系统中设置全局的访问点，优化共享资源访问

常见的5种单例模式实现方式：

  • 主要：
    • 饿汉模式（线程安全，调用率高。不能延时加载）
    • 懒汉模式（线程安全，调用率低。可以延时加载）
  • 其他：
    • 双重检索锁式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题。不建议使用）
    • 静态内部类式（线程安全、调用率高、可以延时加载）
    • 枚举单例（线程安全、调用率高、不能延时加载）

饿汉模式（立即加载）

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public class SingletonDemo1{
	//1.实现私有的构造器，别人不可调用
	private SingletonDemo1(){}
	//2.实现一个私有的对象。 类初始化时，立即加载这个对象！由于加载类时，天然的是线程安全的
	private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();
	//3.提供一个开放方法。 方法没有同步，调用效率高
	public static SingletonDemo1  getInstance(){
		return instance;
	}
}

问题：如果只是加载本类，但是没有调用getInstance方法， 则会造成资源浪费

懒汉模式(延迟加载/懒加载)

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public class SingletonDemo2{
	//1.实现私有的构造器，别人不可调用
	private SingletonDemo2(){}
	//2.实现一个私有的对象。 类初始化时，不初始化这个对象！真正用的时候创建
	private static SingletonDemo2 instance;
	//3.提供一个开放方法。 方法同步，调用效率低
	public static synchronized SingletonDemo1  getInstance(){
		if(instance == null){
			instance = new SingletonDemo2();
		}
		return instance;
	}
}

问题：资源利用率高了，但是每次调用getInstance方法都需要同步，并发效率较低。

双重检索锁式

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class SingletonDemo3 {

    private static SingletonDemo3 instance = null;

    public static SingletonDemo3 getInstance() {
        if (instance == null) {
            SingletonDemo3 sc;
            synchronized (SingletonDemo3.class) {
                sc = instance;
                if (sc == null) {
                    synchronized (SingletonDemo3.class) {
                        if(sc == null) {
                            sc = new SingletonDemo3();
                        }
                    }
                    instance = sc;
                }
            }
        }
        return instance;
    }

    private SingletonDemo3() {

    }

}

静态内部类

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/**
 * 静态内部类式
 * 线程安全、调用率高、可以延时加载
 */
class SingLetonStatic{
	//定义静态内部类
    private static class SingletonClassInstance{
        private static final SingLetonStatic singLetonStatic = new SingLetonStatic();
    }

    private SingLetonStatic(){

    }

    public static SingLetonStatic getInstance(){
        return SingletonClassInstance.singLetonStatic;
    }
}

枚举

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/**
 * 枚举
 * 线程安全、调用率高、不能延时加载
 */
enum SingLetonEnum{

    //这个枚举元素，本身就是单例对象
    INSTANCE;

    public void SingLetonEnumOp(){

    }
}
注：该博文为学习总结，视频来源为高淇java300集