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Java創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式之單例模式

更新時(shí)間：2023年05月04日 10:29:36 作者：.番茄炒蛋

Java單例模式是一種設(shè)計(jì)模式，它確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)?？梢允褂枚喾N方式實(shí)現(xiàn)單例模式，如餓漢式、懶漢式、雙重檢查鎖定、靜態(tài)內(nèi)部類、枚舉等，每種方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體情況選擇使用

介紹

單例模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式,其主要特點(diǎn)包括:

只有一個(gè)實(shí)例:單例模式確保系統(tǒng)中只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象存在,所有對(duì)該對(duì)象的訪問都是對(duì)同一個(gè)對(duì)象的引用
全局訪問:單例模式可以全局訪問該實(shí)例對(duì)象,避免了多個(gè)對(duì)象之間的沖突和競(jìng)爭(zhēng)
延遲初始化:單例模式通常使用延遲初始化技術(shù),再需要的時(shí)候才創(chuàng)建單例對(duì)象,避免了不必要的資源浪費(fèi)和性能損失,保證單例對(duì)象的正確性和可靠性
線程安全:單例模式需要考慮線程安全問題,確保多線程下獲取到的實(shí)例對(duì)象是同一個(gè),避免了多線程之間的競(jìng)爭(zhēng)和沖突

優(yōu)點(diǎn)

提供全局唯一實(shí)例,方便對(duì)對(duì)象的管理和維護(hù)
減少了對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀,提高了系統(tǒng)性能.
避免了多個(gè)實(shí)例之間的競(jìng)爭(zhēng)和沖突,確保對(duì)象狀態(tài)的一致性和穩(wěn)定性
可以控制系統(tǒng)中某個(gè)類的實(shí)例數(shù)量,避免系統(tǒng)資源浪費(fèi)和濫用
便于實(shí)現(xiàn)線程安全化,序列化,反射等功能,提高了對(duì)象的可靠性和安全性

缺點(diǎn)

單例模式會(huì)增加代碼的復(fù)雜度,增加了系統(tǒng)的維護(hù)難度和代碼的測(cè)試難度
單例模式可能會(huì)引起單例對(duì)象的生命周期過長,導(dǎo)致對(duì)象不能及時(shí)釋放,從而影響系統(tǒng)的性能
單例模式可能會(huì)被濫用,導(dǎo)致系統(tǒng)中存在過多的單例對(duì)象,從而增加了系統(tǒng)資源的占用和管理難度
單例模式可能會(huì)被破壞,特別是多線程環(huán)境下,需要采用特殊實(shí)現(xiàn)方式來保證單例對(duì)象的正確性和可靠性

實(shí)現(xiàn)

餓漢式

? 這是一種最簡(jiǎn)單的單例實(shí)現(xiàn)方法.再這種方法中,單例實(shí)例再類加載時(shí)被創(chuàng)建,因此可以保證在多線程環(huán)境下是安全的.

package com.fanqiechaodan.singleton.singleton1;
/**
 * @Classname Singleton
 * @Description
 */
public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    private Singleton(){
        // 私有構(gòu)造函數(shù)
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

懶漢式

在這種方法中,單例實(shí)例在第一次被使用時(shí)創(chuàng)建.在多線程環(huán)境下,使用雙重鎖定機(jī)制可以確保只有一個(gè)實(shí)例被創(chuàng)建.

package com.fanqiechaodan.singleton.singleton2;
/**
 * @Classname Singleton
 * @Description
 */
public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton() {
        // 私有構(gòu)造函數(shù)
    }
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

靜態(tài)內(nèi)部類

這種方法利用了Java的類加載機(jī)制,在第一次訪問SingletonHolder類時(shí)才會(huì)加載Singleton實(shí)例,這種方法既保證了線程安全,又可以實(shí)現(xiàn)懶加載

package com.fanqiechaodan.singleton.singleton3;
/**
 * @Classname Singleton
 * @Description
 */
public class Singleton {
    private Singleton(){
        // 私有構(gòu)造函數(shù)
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
    private static class SingletonHolder{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
}

枚舉

使用枚舉類型可以非常方便的實(shí)現(xiàn)線程安全的單例模式.枚舉在定義時(shí)就被創(chuàng)建了,因此它是線程安全的,并且只有一個(gè)實(shí)例.

package com.fanqiechaodan.singleton.singleton4;
/**
 * @Classname Singleton
 * @Description
 */
public class Singleton {
    private Singleton() {
        // 私有構(gòu)造函數(shù)
    }
    static enum SingletonEnum {
        /**
         * 枚舉實(shí)例
         */
        INSTANCE;
        private Singleton singleton;
        /**
         * 私有構(gòu)造函數(shù),確保只有一個(gè)實(shí)例
         */
        private SingletonEnum() {
            singleton = new Singleton();
        }
        private Singleton getSingleton() {
            return singleton;
        }
    }
    /**
     * 對(duì)外暴露一個(gè)獲取Singleton對(duì)象的靜態(tài)方法
     *
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonEnum.INSTANCE.getSingleton();
    }
}

餓漢式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但不支持延遲加載,在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí),即創(chuàng)建了實(shí)例對(duì)象
懶漢式支持懶加載,但是需要使用雙重檢查鎖機(jī)制,代碼比較復(fù)雜
靜態(tài)內(nèi)部類是一種簡(jiǎn)單的,線程安全的實(shí)現(xiàn)方法,同時(shí)也支持延遲加載
枚舉類型是最簡(jiǎn)單的單例實(shí)現(xiàn)方法,同時(shí)也是最安全的.它不需要考慮線程安全問題,同時(shí)也支持延遲加載.

總體來說,枚舉單例模式是一種簡(jiǎn)單,高效且線程安全的單例實(shí)現(xiàn)方式,可以滿足大部分單例模式的需求.因此在實(shí)際開發(fā)中,推薦使用枚舉單例模式來實(shí)現(xiàn)單例模式.

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