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Java 實(shí)例解析單例模式

更新時(shí)間：2021年11月01日 09:03:45 作者：FranzLiszt1847

單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)模式之一。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式，這種模式涉及到一個(gè)單一的類，該類負(fù)責(zé)創(chuàng)建自己的對(duì)象，同時(shí)確保只有單個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建

單例模式的介紹

單例對(duì)象（Singleton）是一種常用的設(shè)計(jì)模式。在實(shí)際使用中，單例對(duì)象能保證在一個(gè)JVM中，該對(duì)象只存在一個(gè)實(shí)例存在。

優(yōu)點(diǎn)

1、減少系統(tǒng)開銷，提高系統(tǒng)性能
2、省去了new操作符，降低了系統(tǒng)內(nèi)存的使用頻率，減輕GC壓力
3、避免對(duì)共享資源的多重占用

缺點(diǎn)

1、不適應(yīng)用多變的對(duì)象
2、擴(kuò)展困難
3、單例類的職責(zé)過(guò)重，在一定程度上違背了“單一職責(zé)原則”。

Synchronized

Synchronized示例

介紹單例模式前，我們現(xiàn)介紹一下Synchronized
示例如下：
建立一個(gè)內(nèi)部類，并開啟子線程，如果實(shí)例該類，則自動(dòng)執(zhí)行test1（）方法

 class SynchronizedTest implements Runnable {
    private int count;

    public SynchronizedTest() {
        count = 0;
    }

    @Override
    public void run() {
        test1();
    }

    private void test1() {
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count++);
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

構(gòu)造一個(gè)SynchronizedTest 對(duì)象，傳入兩個(gè)線程對(duì)象

 SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
        Thread thread1 = new Thread(test,"test1");
        Thread thread2 = new Thread(test,"test2");
        thread1.start();
        thread2.start();

由結(jié)果可知，當(dāng)一個(gè)對(duì)象持有該代碼塊時(shí)，另一個(gè)線程訪問(wèn)不到被鎖住的代碼塊，只要當(dāng)前一線程執(zhí)行完成，另一線程才能執(zhí)行。

test1:0
test1:1
test1:2
test1:3
test1:4
test2:5
test2:6
test2:7
test2:8
test2:9

Synchronized與非Synchronized

建立一個(gè)內(nèi)部類

 class SynchronizedTest implements Runnable {
    private int count;

    public SynchronizedTest() {
        count = 0;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (Thread.currentThread().getName().equals("S")) {
            test1();
        } else {
            test2();
        }
    }

    public void test1() {
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public void test2() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count);
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 }

SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
        Thread thread1 = new Thread(test,"S");
        Thread thread2 = new Thread(test,"N");
        thread1.start();
        thread2.start();

由結(jié)果可知，一個(gè)線程訪問(wèn)Synchronized修飾的代碼塊，另一個(gè)線程訪問(wèn)非Synchronized代碼塊不受阻塞

S:0
N:1
N:2
S:1
N:2
S:2
S:3
N:4
S:4
N:5

Singleton

第一個(gè)示例

此示例實(shí)現(xiàn)了單例，但是如果放在多線程當(dāng)中，將會(huì)漏洞百出
我們接著看下一個(gè)改良示例

public class Singleton {
/* 持有私有靜態(tài)實(shí)例，防止被引用，此處賦值為null，目的是實(shí)現(xiàn)延遲加載 */
private static Singleton instance = null;
    /* 私有構(gòu)造方法，防止被實(shí)例化 */
    private Singleton() {
    }
    /* 靜態(tài)工程方法，創(chuàng)建實(shí)例 */
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

第二個(gè)示例

根據(jù)第一個(gè)示例，我們進(jìn)行改良，加上Synchronized。
但是每次調(diào)用getInstance（）方法時(shí)，都會(huì)對(duì)對(duì)象上鎖，為了減少系統(tǒng)開銷，我們一般在第一次創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候加鎖，后面就不需要了
我們接著看下一個(gè)改良示例

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

第三個(gè)示例

我們對(duì)上一個(gè)示例進(jìn)行改良，只有在instance == null的時(shí)候，也就是第一次創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，執(zhí)行加鎖的區(qū)域。此種寫法解決了上一個(gè)示例遺留的問(wèn)題，但是在Java指令中創(chuàng)建對(duì)象和賦值操作是分開進(jìn)行的，也就是說(shuō)instance = new Singleton();語(yǔ)句是分兩步執(zhí)行的。但是JVM并不保證這兩個(gè)操作的先后順序，也就是說(shuō)有可能JVM會(huì)為新的Singleton實(shí)例分配空間，然后直接賦值給instance成員，然后再去初始化這個(gè)Singleton實(shí)例。

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

第四個(gè)示例

此代碼初看已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題，如果在構(gòu)造方法中出現(xiàn)異常，那么實(shí)例將得不到創(chuàng)建

public class Singleton {
/* 私有構(gòu)造方法，防止被實(shí)例化 */
private Singleton() {
}
/* 此處使用一個(gè)內(nèi)部類來(lái)維護(hù)單例 */
private static class SingletonFactory {
private static Singleton instance = new Singleton();
  }
/* 獲取實(shí)例 */
public static Singleton getInstance() {
return SingletonFactory.instance;
  }
}

第五個(gè)示例

   private static Singleton instance = null;
   private Singleton(){

    }
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            sync();
        }
        return instance;
    }
   private static synchronized void sync(){
        if (instance == null){
           instance = new Singleton();
            System.out.println("success");
       }
    }

到此這篇關(guān)于Java 實(shí)例解析單例模式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 單例模式內(nèi)容請(qǐng)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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