本帖最后由 我是楠楠 于 2017-8-17 10:59 编辑
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单例对象(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。这样的模式有几个好处:
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。
3、有些类如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,如果该类可以创建多个的话,系统完全乱了。(比如一个军队出现了多个司令员同时指挥,肯定会乱成一团),所以只有使用单例模式,才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。
首先我们写一个简单的单例类:
public class Singleton { /* 持有私有静态实例,防止被引用,此处赋值为null,目的是实现延迟加载 */ private static Singleton instance = null;
/* 私有构造方法,防止被实例化 */ private Singleton() { }
/* 静态工程方法,创建实例 */ public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; }
/* 如果该对象被用于序列化,可以保证对象在序列化前后保持一致 */ public Object readResolve() { return instance; } }
这个类可以满足基本要求,但是,像这样毫无线程安全保护的类,如果我们把它放入多线程的环境下,肯定就会出现问题了,如何解决?我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字,如下: public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = newSingleton();
}
return instance;
}
但是,synchronized关键字锁住的是这个对象,这样的用法,在性能上会有所下降,因为每次调用getInstance(),都要对对象上锁,事实上,只有在第一次创建对象的时候需要加锁,之后就不需要了,所以,这个地方需要改进。我们改成下面这个:
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (instance){
if (instance== null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
1、最简单的实现
首先,能想到的最简单的实现是,把类的构造函数写成private的,从而保证别的类不能实例化此类。然后在类中返回一个静态示例并返回给调用者。这样,调用者就可以通过这个引用使用这个实例了。
public class Singleton {
private static final Singleton singleton= new Singleton();
public static Singleton getInstance() {
returnsingleton;
}
private Singleton() {
}
}
如上例,外部使用者如果需要使用SingletonClass的实例,只能通过getInstance()方法,并且它的构造方法是private的,这样就保证了只能有一个对象存在。
2、性能优化--lazy loaded
上面的代码虽然简单,但是有一个问题----无论这个类是否被使用,都会创建一个instance对象。如果这个创建很耗时,比如说链接10000次数据库(夸张一点啦....),并且这个类还不一定会被使用,那么这个创建过程就是无用的,怎么办呢?
为了解决这个问题,我们想到的新的解决方案:
public class SingletonClass {
private static SingletonClass instance =null;
public static SingletonClassgetInstance() {
if (instance== null) {
instance = new SingletonClass();
}
returninstance;
}
private SingletonClass() {
}
}
代码的变化有俩处----首先,把 instance 设置为 null ,知道第一次使用的时候判是否为 null 来创建对象。因为创建对象不在声明处,所以那个 final 的修饰必须去掉。
我们来想象一下这个过程。要使用 SingletonClass ,调用 getInstance()方法,第一次的时候发现instance时null,然后就创建一个对象,返回出去;第二次再使用的时候,因为这个 instance事static的,共享一个对象变量的,所以instance的值已经不是null了,因此不会再创建对象,直接将其返回。
这个过程就称为lazy loaded ,也就是迟加载-----直到使用的时候才经行加载。
这样写法也比较完美:但是还可以优化
public class SingletonClass {
private static SingletonClass instance =null;
public static SingletonClassgetInstance() {
if (instance== null) {
synchronized (SingletonClass.class) {
if(instance == null) {
instance = new SingletonClass();
}
}
}
returninstance;
}
private SingletonClass() {
}
}
通过单例模式的学习告诉我们:
1、单例模式理解起来简单,但是具体实现起来还是有一定的难度。
2、synchronized关键字锁定的是对象,在用的时候,一定要在恰当的地方使用(注意需要使用锁的对象和过程,可能有的时候并不是整个对象及整个过程都需要锁)。
到这儿,单例模式基本已经讲完了,结尾处,笔者突然想到另一个问题,就是采用类的静态方法,实现单例模式的效果,也是可行的,此处二者有什么不同?
首先,静态类不能实现接口。(从类的角度说是可以的,但是那样就破坏了静态了。因为接口中不允许有static修饰的方法,所以即使实现了也是非静态的)
其次,单例可以被延迟初始化,静态类一般在第一次加载是初始化。之所以延迟加载,是因为有些类比较庞大,所以延迟加载有助于提升性能。
再次,单例类可以被继承,他的方法可以被覆写。但是静态类内部方法都是static,无法被覆写。
最后一点,单例类比较灵活,毕竟从实现上只是一个普通的Java类,只要满足单例的基本需求,你可以在里面随心所欲的实现一些其它功能,但是静态类不行。从上面这些概括中,基本可以看出二者的区别,但是,从另一方面讲,我们上面最后实现的那个单例模式,内部就是用一个静态类来实现的,所以,二者有很 大的关联,只是我们考虑问题的层面不同罢了。两种思想的结合,才能造就出完美的解决方案,就像HashMap采用数组+链表来实现一样,其实生活中很多事 情都是这样,单用不同的方法来处理问题,总是有优点也有缺点,最完美的方法是,结合各个方法的优点,才能最好的解决问题!
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