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标题: 【黑马程序员杭州】常见的几种单例模式 [打印本页]
作者: 小江哥 时间: 2018-3-13 19:48
标题: 【黑马程序员杭州】常见的几种单例模式
本帖最后由 小江哥 于 2018-3-30 16:09 编辑
近期出去面试的同学很多被问道单例设计模式，甚至手写单例设计模式，所以在这里给大家总结一下
单例模式：是一种常用的软件设计模式，在它的核心结构中值包含一个被称为单例的特殊类。一个类只有一个实例，即一个类只有一个对象实例。
对于系统中的某些类来说，只有一个实例很重要，例如，一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在工作的任务；售票时，一共有100张票，可有有多个窗口同时售票，但需要保证不要超售（这里的票数余量就是单例，售票涉及到多线程）。如果不是用机制对窗口对象进行唯一化将弹出多个窗口，如果这些窗口显示的都是相同的内容，重复创建就会浪费资源。
应用场景：
需求：在前端创建工具箱窗口，工具箱要么不出现，出现也只出现一个
遇到问题：每次点击菜单都会重复创建“工具箱”窗口。
解决方案一：使用if语句，在每次创建对象的时候首先进行判断是否为null，如果为null再创建对象。
需求：如果在5个地方需要实例出工具箱窗体
遇到问题：这个小bug需要改动5个地方，并且代码重复，代码利用率低
解决方案二：利用单例模式，保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
通过以下几种方式，我们会发现，所有的单例模式都是使用静态方法进行创建的，所以单例对象在内存中静态共享区中存储。
单例模式可以分为懒汉式和饿汉式：
懒汉式单例模式：在类加载时不初始化。
饿汉式单例模式：在类加载时就完成了初始化，所以类加载比较慢，但获取对象的速度快。
第一种（懒汉，线程不安全）:
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class SingletonDemo1 {
private static SingletonDemo1 instance;
private SingletonDemo1(){}
public static SingletonDemo1 getInstance(){
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo1();
}
return instance;
}
}这种写法lazy loading很明显，但是致命的是在多线程不能正常工作。
第二种（懒汉，线程安全）：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class SingletonDemo2 {
private static SingletonDemo2 instance;
private SingletonDemo2(){}
public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo2();
}
return instance;
}
}这种写法在getInstance()方法中加入了synchronized锁。能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是效率很低（因为锁），并且大多数情况下不需要同步。
第三种（饿汉）：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class SingletonDemo3 {
private static SingletonDemo3 instance = new SingletonDemo3();
private SingletonDemo3(){}
public static SingletonDemo3 getInstance(){
return instance;
}
}这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。
第四种（饿汉，变种）：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class SingletonDemo4 {
private static SingletonDemo4 instance = null;
static{
instance = new SingletonDemo4();
}
private SingletonDemo4(){}
public static SingletonDemo4 getInstance(){
return instance;
}
}表面上看起来差别挺大，其实更第三种方式差不多，都是在类初始化即实例化instance
第五种（静态内部类）：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class SingletonDemo5 {
private static class SingletonHolder{
private static final SingletonDemo5 instance = new SingletonDemo5();
}
private SingletonDemo5(){}
public static final SingletonDemo5 getInsatance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方法就显得更合理。
第六种（枚举）：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public enum SingletonDemo6 {
instance;
public void whateverMethod(){
}
}这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，我也很少看见有人这么写过。
第七种（双重校验锁）：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class SingletonDemo7 {
private volatile static SingletonDemo7 singletonDemo7;
private SingletonDemo7(){}
public static SingletonDemo7 getSingletonDemo7(){
if (singletonDemo7 == null) {
synchronized (SingletonDemo7.class) {
if (singletonDemo7 == null) {
singletonDemo7 = new SingletonDemo7();
}
}
}
return singletonDemo7;
}
}多线程时的单例，多线程的程序中，多个线程同时访问该单例，会有可能创建多个实例。这个时候就需要用“锁”将它锁起来。包括锁、死锁、锁之间的通信，关于多线程这部分待后续详解！
这就是单例设计模式大概内容，想必同学么又有新的收获了吧，咱们下次见；
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