Java设计模式之单例模式/饿汉式/懒汉式/DCL双重检测锁模式/静态内部类实现单例模式/使用反射破坏单例模式/枚举类实现单例模式

一、概念

  • 设计模式
    是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。设计模式就像是经典的棋谱,不同的棋局,我们用不同的棋谱,免去我们自己再思考和摸索。
    共有23种设计模式:

    • 创建型模式,共5种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
    • 结构型模式,共7种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
    • 行为型模式,共11种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
  • 单例设计模式
    所谓类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象, 我们首先必须将类的构造器的访问权限设置为private,这样,就不能用new操作符在类的外部产生类的对象了,但在类内部仍可以产生该类的对象。因为在类的外部开始还无法的到类的对象,只能调用该类的某个静态方法以返回类内部创建的对象,静态方法只能访问类中的静态成员变量,所以,指向类内部产生的该类对象的变量也必须定义成静态的

二、代码实现

(一)饿汉式

public class SingletonDemo1 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        HungryMan hungryMan1 = HungryMan.getInstance();
        HungryMan hungryMan2 = HungryMan.getInstance();
        System.out.println(hungryMan1==hungryMan2);//两个是同一个对象
    }
}

//饿汉式
class HungryMan{
   
    //1、私有化类的构造器
    private HungryMan(){
   

    }
    //2、内部创建类的对象,此对象必须为静态的,后面的静态方法才能用
    private static HungryMan hungryMan=new HungryMan();
    //3、提供公共的静态的方法,返回类的对象
    public static HungryMan getInstance(){
   
        return hungryMan;//返回该对象
    }
}

在这里插入图片描述

(二)懒汉式

public class SingletonDemo2 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        LazyMan lazyMan1 = LazyMan.getInstance();
        LazyMan lazyMan2 = LazyMan.getInstance();
        System.out.println(lazyMan1==lazyMan2);
    }
}

//懒汉式
class LazyMan{
   
    //1、私有化类的构造器
    private LazyMan(){
   

    }
    //2、声明当前类的对象,没有初始化,此对象必须为静态的,后面的静态方法才能用
    private static LazyMan lazyMan=null;
    //3、提供公共的、静态的获取对象的方法
    public static LazyMan getInstance(){
   
        //如果对象此时为空,则创建,不为空则证明该对象已创建,直接返回该对象
        if(lazyMan==null){
   
            lazyMan=new LazyMan();
        }
        return lazyMan;
    }
}

在这里插入图片描述

(三)饿汉式和懒汉式的对比

饿汉式 懒汉式
优点 线程安全 线程不安全
缺点 对象随着类的加载就加载了,加载时间过长,占用内存 确定要用的时候才创建对象,不占用资源

三、单例模式的优点

由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决。

  • 举例:java.lang.Runtime就是一个单例模式的类
    Java设计模式之单例模式/饿汉式/懒汉式/DCL双重检测锁模式/静态内部类实现单例模式/使用反射破坏单例模式/枚举类实现单例模式_第1张图片

四、应用场景

  • 网站的计数器,一般也是单例模式实现,否则难以同步。
  • 应用程序的日志应用,一般都使用单例模式实现, 这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
  • 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。
  • 项目中,读取配置文件的类,一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据,都生成一个对象去读取。
  • Application也是单例的典型应用
  • Windows的 Task Manager(任务管理器) 就是很典型的单例模式
  • Windows的 Recycle Bin(回收站) 也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护者仅有的一个实例。

五、多线程下的单例模式

(一)饿汉式

public class SingletonDemo1 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
            new Thread(()->{
   
                HungryMan.getInstance();
            }).start();
        }
    }
}

//饿汉式
class HungryMan{
   
    //1、私有化类的构造器
    private HungryMan(){
   
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
    //2、内部创建类的对象,此对象必须为静态的,后面的静态方法才能用
    private static HungryMan hungryMan=new HungryMan();
    //3、提供公共的静态的方法,返回类的对象
    public static HungryMan getInstance(){
   
        return hungryMan;//返回该对象
    }
}

在这里插入图片描述
无论运行多少次,只会输出一条线程的名字,证明构造方法只被执行了一次。

类加载的方式是按需加载,且只加载一次。因此,在上述单例类被加载时,就会实例化一个对象并交给自己的引用,供系统使用。单例就是该类只能返回一个实例。换句话说,在线程访问单例对象之前就已经创建好了。再加上,由于一个类在整个生命周期中只会被加载一次,因此该单例类只会创建一个实例。也就是说,线程每次都只能也必定只可以拿到这个唯一的对象。即饿汉式单例天生就是线程安全的

(二)懒汉式

public class SingletonDemo2 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
            new Thread(()->{
   
                LazyMan.getInstance();
            }).start(

你可能感兴趣的:(#,JavaSE)