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單例模式

定義:確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例,而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。

類型:創(chuàng)建類模式

類圖:

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/singleton-pattern-1.gif" alt="singleton" />

類圖知識(shí)點(diǎn):

1.類圖分為三部分,依次是類名、屬性、方法

2.以<<開頭和以>>結(jié)尾的為注釋信息

3.修飾符+代表public,-代表private,#代表protected,什么都沒有代表包可見。

4.帶下劃線的屬性或方法代表是靜態(tài)的。

5.對(duì)類圖中對(duì)象的關(guān)系不熟悉的朋友可以參考文章:設(shè)計(jì)模式中類的關(guān)系

單例模式應(yīng)該是23種設(shè)計(jì)模式中最簡單的一種模式了。它有以下幾個(gè)要素:

  • 私有的構(gòu)造方法
  • 指向自己實(shí)例的私有靜態(tài)引用
  • 以自己實(shí)例為返回值的靜態(tài)的公有的方法

單例模式根據(jù)實(shí)例化對(duì)象時(shí)機(jī)的不同分為兩種:一種是餓漢式單例,一種是懶漢式單例。餓漢式單例在單例類被加載時(shí)候,就實(shí)例化一個(gè)對(duì)象交給自己的引用;而懶漢式在調(diào)用取得實(shí)例方法的時(shí)候才會(huì)實(shí)例化對(duì)象。代碼如下:

餓漢式單例

    public class Singleton {
        private static Singleton singleton = new Singleton();
        private Singleton(){}
        public static Singleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }

懶漢式單例

    public class Singleton {
        private static Singleton singleton;
        private Singleton(){}

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

單例模式的優(yōu)點(diǎn):

  • 在內(nèi)存中只有一個(gè)對(duì)象,節(jié)省內(nèi)存空間。
  • 避免頻繁的創(chuàng)建銷毀對(duì)象,可以提高性能。
  • 避免對(duì)共享資源的多重占用。
  • 可以全局訪問。

適用場(chǎng)景:由于單例模式的以上優(yōu)點(diǎn),所以是編程中用的比較多的一種設(shè)計(jì)模式。我總結(jié)了一下我所知道的適合使用單例模式的場(chǎng)景:

  • 需要頻繁實(shí)例化然后銷毀的對(duì)象。
  • 創(chuàng)建對(duì)象時(shí)耗時(shí)過多或者耗資源過多,但又經(jīng)常用到的對(duì)象。
  • 有狀態(tài)的工具類對(duì)象。
  • 頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對(duì)象。
  • 以及其他我沒用過的所有要求只有一個(gè)對(duì)象的場(chǎng)景。

單例模式注意事項(xiàng):

  • 只能使用單例類提供的方法得到單例對(duì)象,不要使用反射,否則將會(huì)實(shí)例化一個(gè)新對(duì)象。
  • 不要做斷開單例類對(duì)象與類中靜態(tài)引用的危險(xiǎn)操作。
  • 多線程使用單例使用共享資源時(shí),注意線程安全問題。

關(guān)于java中單例模式的一些爭議:

單例模式的對(duì)象長時(shí)間不用會(huì)被jvm垃圾收集器收集嗎

看到不少資料中說:如果一個(gè)單例對(duì)象在內(nèi)存中長久不用,會(huì)被jvm認(rèn)為是一個(gè)垃圾,在執(zhí)行垃圾收集的時(shí)候會(huì)被清理掉。對(duì)此這個(gè)說法,筆者持懷疑態(tài)度,筆者本人的觀點(diǎn)是:在hotspot虛擬機(jī)1.6版本中,除非人為地?cái)嚅_單例中靜態(tài)引用到單例對(duì)象的聯(lián)接,否則jvm垃圾收集器是不會(huì)回收單例對(duì)象的。

對(duì)于這個(gè)爭議,筆者單獨(dú)寫了一篇文章進(jìn)行討論,如果您有不同的觀點(diǎn)或者有過這方面的經(jīng)歷請(qǐng)進(jìn)入文章單例模式討論篇:單例模式與垃圾收集參與討論。

在一個(gè)jvm中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)單例嗎

在分布式系統(tǒng)、多個(gè)類加載器、以及序列化的的情況下,會(huì)產(chǎn)生多個(gè)單例,這一點(diǎn)是無庸置疑的。那么在同一個(gè)jvm中,會(huì)不會(huì)產(chǎn)生單例呢?使用單例提供的getInstance()方法只能得到同一個(gè)單例,除非是使用反射方式,將會(huì)得到新的單例。代碼如下

    Class c = Class.forName(Singleton.class.getName());
    Constructor ct = c.getDeclaredConstructor();
    ct.setAccessible(true);
    Singleton singleton = (Singleton)ct.newInstance();

這樣,每次運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生新的單例對(duì)象。所以運(yùn)用單例模式時(shí),一定注意不要使用反射產(chǎn)生新的單例對(duì)象。

懶漢式單例線程安全嗎

主要是網(wǎng)上的一些說法,懶漢式的單例模式是線程不安全的,即使是在實(shí)例化對(duì)象的方法上加synchronized關(guān)鍵字,也依然是危險(xiǎn)的,但是筆者經(jīng)過編碼測(cè)試,發(fā)現(xiàn)加synchronized關(guān)鍵字修飾后,雖然對(duì)性能有部分影響,但是卻是線程安全的,并不會(huì)產(chǎn)生實(shí)例化多個(gè)對(duì)象的情況。


單例模式只有餓漢式和懶漢式兩種嗎

餓漢式單例和懶漢式單例只是兩種比較主流和常用的單例模式方法,從理論上講,任何可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例的設(shè)計(jì)模式,都可以稱為單例模式。


單例類可以被繼承嗎

餓漢式單例和懶漢式單例由于構(gòu)造方法是private的,所以他們都是不可繼承的,但是其他很多單例模式是可以繼承的,例如登記式單例。


餓漢式單例好還是懶漢式單例好

在java中,餓漢式單例要優(yōu)于懶漢式單例。C++中則一般使用懶漢式單例。

單例模式比較簡單,在此就不舉例代碼演示了。

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