Java中单例模式是一种常见的设计模式,单例模式的写法有好几种,这里主要介绍三种:懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例。
单例模式有以下特点:
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中,线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机,但只能有一个Printer Spooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口,系统应当集中管理这些通信端口,以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之,选择单例模式就是为了避免不一致状态,避免政出多头。
一、懒汉式单例
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1. //懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己
2. public class Singleton {
3. private Singleton() {}
4. private static Singleton single=null;
5. //静态工厂方法
6. public static Singleton getInstance() {
7. if (single == null) {
8. single = new Singleton();
9. }
10. return single;
11. }
12. }
Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题,它是线程不安全的,并发环境下很可能出现多个Singleton实例,要实现线程安全,有以下三种方式,都是对getInstance这个方法改造,保证了懒汉式单例的线程安全。
1、在getInstance方法上加同步
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1. public static synchronized Singleton getInstance() {
2. if (single == null) {
3. single = new Singleton();
4. }
5. return single;
6. }
2、双重检查锁定
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1. public static Singleton getInstance() {
2. if (singleton == null) {
3. synchronized (Singleton.class) {
4. if (singleton == null) {
5. singleton = new Singleton();
6. }
7. }
8. }
9. return singleton;
10. }
3、静态内部类
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1. public class Singleton {
2. private static class LazyHolder {
3. private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
4. }
5. private Singleton (){}
6. public static final Singleton getInstance() {
7. return LazyHolder.INSTANCE;
8. }
9. }
方法3比上面的1、2都好一些,既实现了线程安全,又避免了同步带来的性能影响。
二、饿汉式单例
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1. //饿汉式单例类.在类初始化时,已经自行实例化
2. public class Singleton1 {
3. private Singleton1() {}
4. private static final Singleton1 single = new Singleton1();
5. //静态工厂方法
6. public static Singleton1 getInstance() {
7. return single;
8. }
9. }
饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变,所以天生是线程安全的。
三、登记式单例(可忽略)
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1. //类似Spring里面的方法,将类名注册,下次从里面直接获取。
2. public class Singleton3 {
3. private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();
4. static{
5. Singleton3 single = new Singleton3();
6. map.put(single.getClass().getName(), single);
7. }
8. //保护的默认构造子
9. protected Singleton3(){}
10. //静态工厂方法,返还此类惟一的实例
11. public static Singleton3 getInstance(String name) {
12. if(name == null) {
13. name = Singleton3.class.getName();
14. System.out.println("name == null"+"--->name="+name);
15. }
16. if(map.get(name) == null) {
17. try {
18. map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());
19. } catch (InstantiationException e) {
20. e.printStackTrace();
21. } catch (IllegalAccessException e) {
22. e.printStackTrace();
23. } catch (ClassNotFoundException e) {
24. e.printStackTrace();
25. }
26. }
27. return map.get(name);
28. }
29. //一个示意性的商业方法
30. public String about() {
31. return "Hello, I am RegSingleton.";
32. }
33. public static void main(String[] args) {
34. Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);
35. System.out.println(single3.about());
36. }
37. }
登记式单例实际上维护了一组单例类的实例,将这些实例存放在一个Map(登记薄)中,对于已经登记过的实例,则从Map直接返回,对于没有登记的,则先登记,然后返回。
这里我对登记式单例标记了可忽略,我的理解来说,首先它用的比较少,另外其实内部实现还是用的饿汉式单例,因为其中的static方法块,它的单例在类被装载的时候就被实例化了。