单例模式

单例模式:保证一个类仅有一个实例对象,并且提供一个访问它的全局访问点。

单例模式的6种写法

1.饿汉模式


饿汉模式

优点:加载时就完成了类的初始化,所以类的加载较慢,但是获取对象的速度较快,这种方式基于类的加载机制,避免了多线程的同步问题。

缺点:在类的加载的时候就完成了初始化,没有达到懒加载的效果,如果从始至终这个对象没有被使用,就会造成内存浪费。

2.懒汉模式(线程不安全):


优点:实现了对象的延迟加载。

缺点:线程不安全。

3.懒汉模式(线程安全的懒汉模式):


优点:做到了延迟加载,线程安全。

缺点:每次调用getInstance()方法的时候,都需要进行同步,造成不必要的同步开销,而且大多数用不到同步,所以不建议使用这种模式。

4.双重检查模式(DCL):


双重检查两次判空:考虑到这样一种情况,假如说有两个线程同时到达,即同时调用getInstance()方法,由于此时instance == null,所以,两个线程都可以通过第一重的instance == null,进入第一重的if语句之后,由于存在synchronized机制,所以会有一个线程进入lock语句,并进入第二重的instance == null,而另外一个线程则在loc语句外面等待,当第一个线程执行完new SingleTon()语句之后,便会退出锁定区域,此时,第二个线程便可以进入lock语句块,此时如果没有第二重instance == null,那么第二个线程还是可以调用new SingleTon()语句,这样第二个线程也会创建一个SingleTon对象,这样就违背了单例模式的初衷,所以这里必须使用双重检查。

假如程序中没有第一重instance == null,当有两个线程同时到达时,此时,由于存在lock机制,第一个线程会进入lock语句块,并且可以顺利创建对象,当第一个线程退出lock语句块时,instance已经不为空,所以当第二个线程进入lock语句块时,还是会被第二重的instance == null挡在外面,无法创建对象。所以在没有第一重的instance == null的情况下也是可以实现单例模式的,那么为什么需要第一重instance == null呢?这里涉及到的是性能问题,因为对于单例模式new SingleTon()只需要执行一次就可以了,而如果没有第一重instance == null的话,每次有线程进入getInstance()方法时,均会执行锁定操作来实现线程同步,这是非常耗费性能的,如果加上第一重instance == null的话,只有在第一次,也就是instance == null成立时的情况下执行一次锁定以实现线程同步,以后直接返回instance对象就可以了,无需再进入lock语句块,这样就解决了线程同步带来的性能问题。

volatile

优点: 资源利用率高,减少多余的线程同步问题。

缺点:某些情况下会出现DCL失效问题。这里建议使用静态内部类单例模式代替DCL

5.静态内部类单例模式

优点:只有第一次调用getInstance方法时虚拟机加载SingleTonHolder并初始化instance,不仅能保证线程安全,也能保证SingleTon类的唯一性,推荐使用静态内部类单例模式。

6.枚举单例


优点:简单,线程安全

缺点:可读性不高

在上面讲的几种单例模式中,有一种情况下会重新创建对象,那就是反序列化:将一个单例实例对象写到磁盘中在读回来,从而获得了一个实例。反序列化操作提供了readResolve方法,这个方法可以控制对象的反序列化,早上述几个方法示例中,如果要杜绝对象被反序列化时重新生成对象,就必须加入下面的方法

private Object readResolve() throws ObjectStreamException{

    return instance; 

}

单例模式使用场景:在一个系统中,要求一个类有且仅有一个对象,使用场景如下:

(1)整个项目需要一个共享访问点或者共享数据 。 

(2)创建一个对象需要耗费资源过多,比如数据库资源。

(3)工具类对象。

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