设计模式-单例模式-饿汉式单例模式、懒汉式单例模式、静态内部类在Java中的使用示例

场景

设计模式-简单工厂模式、工厂模式、抽象工厂模式在Java中的使用示例：

设计模式-简单工厂模式、工厂模式、抽象工厂模式在Java中的使用示例_霸道流氓气质的博客-CSDN博客

上面讲了工厂模式在Java中使用示例，下面讲单例模式的实现。

单例模式(Singleton Pattern)

是指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，并提供一个全局访问点。

单例模式是创建型模式。

单例模式在现实生活中应用比如公司CEO、部门经理等。

注：

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实现

饿汉式单例模式

饿汉式单例模式在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象。

它绝对线程安全，在线程还没出现以前就实例化了，不存在访问安全问题。

优点：

没有加任何锁，执行效率高。

缺点:

类加载的时候就初始化，用不用都占空间，浪费内存。

示例代码一：

package com.ruoyi.demo.designPattern.hungrySingleton;

/**
 * 饿汉式单例模式
 */
public class HungrySingleton {

    //先静态、后动态；先属性、后方法；先上后下
    //私有实例，类初始化就加载
    private static final HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();
    //私有构造方法
    //将构造方法设置为private后，外部程序无法访问此方法去实例化一个对象,确保只有自身能实例化
    private HungrySingleton(){};
    //公共的、静态的获取实例方法
    public static HungrySingleton getInstance(){
        return  hungrySingleton;
    }
}

示例代码二(利用静态代码块的机制)：

package com.ruoyi.demo.designPattern.hungrySingleton;

public class HungrySingletonWithStatic {

    private static final HungrySingletonWithStatic hungrySingleton;
    //静态代码块，随着类的加载而执行，而且只执行一次
    static {
        hungrySingleton = new HungrySingletonWithStatic();
    }
    private HungrySingletonWithStatic(){};
    //公共的、静态的获取实例方法
    public static HungrySingletonWithStatic getInstance(){
        return  hungrySingleton;
    }
}

饿汉式单例模式适用于单例对象较少的情况。

懒汉式单例模式

懒汉式单例模式特点:

被外部类调用的时候内部类才会加载。

新建一个简单实现

package com.ruoyi.demo.designPattern.lazySimpleSingleton;

/**
 * 懒汉式单例模式：被外部类调用时内部类才会加载
 */
public class LazySimpleSingleton {

    private static LazySimpleSingleton lazySimpleSingleton = null;

    private LazySimpleSingleton(){}
    //静态块，公共内存区域
    public  static LazySimpleSingleton getInstance(){
        if(lazySimpleSingleton == null){
            //没有被初始化就锁住当前类模板
            synchronized(LazySimpleSingleton.class){
                if(lazySimpleSingleton == null){
                    lazySimpleSingleton = new LazySimpleSingleton();
                }
            }
        }
        return lazySimpleSingleton;
    }
}

这里为啥要加synchronized，是因为这种方式存在线程安全隐患。下面会进行验证。

新建一个线程类ExecutorThread

package com.ruoyi.demo.designPattern.lazySimpleSingleton;

public class ExecutorThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        LazySimpleSingleton simpleSingleton = LazySimpleSingleton.getInstance();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"："+simpleSingleton);
    }
}

客户端测试代码

package com.ruoyi.demo.designPattern.lazySimpleSingleton;

public class LazySimpleSingletonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new ExecutorThread());
        Thread t2 = new Thread(new ExecutorThread());
        t1.start();
        t2.start();
        System.out.println("结束");
    }
}

运行上面加了synchronized的代码，可以发现两个线程结果都是一样的。

如果将synchronized去掉

package com.ruoyi.demo.designPattern.lazySimpleSingleton;

/**
 * 懒汉式单例模式：被外部类调用时内部类才会加载
 */
public class LazySimpleSingleton {

    private static LazySimpleSingleton lazySimpleSingleton = null;

    private LazySimpleSingleton(){}
    //静态块，公共内存区域
    public  static LazySimpleSingleton getInstance(){
        if(lazySimpleSingleton == null){
            //没有被初始化就锁住当前类模板
            //synchronized(LazySimpleSingleton.class){
                //if(lazySimpleSingleton == null){
                    lazySimpleSingleton = new LazySimpleSingleton();
                //}
            //}
        }
        return lazySimpleSingleton;
    }
}

此时会出现两种不同结果

静态内部类方式

用到synchnorized关键字要上锁，对程序性能存在影响。

可以采用静态内部类的方式

package com.ruoyi.demo.designPattern.innerSingleton;

/**
 * 兼顾饿汉式单例模式的内存浪费和synchnorized的性能问题，可以屏蔽这两个缺点
 */
public class LazyInnerClassSingleton {

    //使用LazyInnerClassSingleton的时候，默认会先初始化内部类
    //如果没使用，则内部类是不加载的
    private LazyInnerClassSingleton(){}
    //static是为了使单例的空间共享，保证这个方法不会被重写、重载
    public static final LazyInnerClassSingleton getInstance(){
        //在返回结果以前，一定会加载内部类
        return LazyHolder.LAZY;
    }

    //默认不加载
    private static class LazyHolder{
        private static final LazyInnerClassSingleton LAZY = new LazyInnerClassSingleton();
    }
}