Java设计模式之单例模式建模与实现

x33g5p2x  于2021-03-13 发布在 Java  
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单例模式(Singleton):是一种常用的设计模式。在Java应用中,单例对象能保证在一个JVM中,该对象只有一个实例存在。好处主要有:1、某些类创建比较频繁,对于一些大型的对象,这是一笔很大的系统开销。2、省去了new操作符,降低了系统内存的使用频率,减轻GC压力。

单例模式主要有两种实现方式:1、懒汉式;2、饿汉式

一、uml建模

二、代码实现:

1、懒汉式

/**
 * 示例:单例--单例对象能保证在一个JVM中,该对象只有一个实例存在。
 * 
 * 缺点:这种做法在多线程环境下,不安全
 * 
 * 懒汉式
 */

class Singleton {
	/**
	 * 持有私有静态变量(也称类变量),防止被引用
	 * 
	 * 此处赋值为null,目的是实现延迟加载 (因为有些类比较庞大,所以延迟加载有助于提升性能)
	 */
	private static Singleton instance = null;

	/**私有构造方法,防止被实例化 */
	private Singleton() {

	}

	/**静态工厂方法,创建实例 --只不过这里是创建自己,而且只能创建一个 */
	public static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}

	public void info() {
		System.out.println("this is a test method...");
	}
}

/**
 * 客户端测试类
 * 
 * @author Leo
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 调用普通方法
		 */
		s1.info();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 运行结果为true,说明s1、s2这两个类变量都指向内存中的同一个对象
		 */
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

2、饿汉式

/**
 * 饿汉式
 */

class Singleton {
	private static Singleton instance = new Singleton();

	private Singleton() {

	}

	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}

	public void info() {
		System.out.println("this is a test method...");
	}
}

/**
 * 客户端测试类
 * 
 * @author Leo
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 调用普通方法
		 */
		s1.info();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 运行结果为true,说明s1、s2这两个类变量都指向内存中的同一个对象
		 */
		System.out.println(s1 == s2);
	}

}

3、如果考虑多线程,那么getInstance()方法要加同步synchronized,这时饿汉式比懒汉式要好,尽管资源利用率要差,但是不用同步。

/**
 * 
 * 考虑多线程的时候,下面这种做法可以参考一下:--懒汉式
 * 
 * 在创建类的时候进行同步,所以只要将创建和getInstance()分开,单独为创建加synchronized关键字
 * 
 * 这种做法考虑性能的话,整个程序只需创建一次实例,所以性能也不会有什么影响。
 * 
 * @author Leo
 */
public class SingletonTest {

	private static SingletonTest instance = null;

	private SingletonTest() {
	}

	private static synchronized void syncInit() {
		if (instance == null) {
			instance = new SingletonTest();
		}
	}

	public static SingletonTest getInstance() {
		if (instance == null) {
			syncInit();
		}
		return instance;
	}
}

三、总结

单例模式保证了一个类只有一个实例,且提供一个访问全局点的方式,更加灵活的保证了实例的创建和访问约束。系统中只有一个实例,因此构造方法应该为私有饿汉式:类加载时直接创建静态实例;懒汉式:第一次需要时才创建一个实例,那么getInstance方法要加同步 饿汉式比懒汉式要好,尽管资源利用率要差,但是不用同步。

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