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淺顯理解Java單例模式

        單例模式顧名思義,可以理解為只有一個例項存在,它是一種常用的軟體設計模式,在它的核心結構中值包含一個被稱為單例的特殊類。一個類只有一個例項,即一個類只有一個物件例項。

        為什麼要有單例模式 ,很簡單,有些例項必然不能存在多份,比如說某一天從北京開往上海的G1次列車的二等座車票數,這個數量在全世界都只能有一個例項,賣出去一張就少一張,這就是單例。

        提到單例模式,有兩個名詞必須要說到,懶漢式和餓漢式,這是編寫單例模式的兩種方式,下面會一一用程式碼介紹。先說說這兩種方式大概的意思,幫助理解。懶漢式,就是這個人很懶,你找他要東西,他才給你去生產賣給你,放在程式中就是你呼叫了一個類中獲取例項的程式碼他才去生成一個例項。餓漢式,你就理解成包子鋪,他們都是先把包子做好了,然後你要的時候可以直接拿去,在程式中就是在類生成的時候,直接生成一個例項,不管你呼叫獲取例項的方法與否。

        下面看一下編寫單例模式的幾種方法:(以下幾種方法轉載自:https://www.cnblogs.com/hupp/p/4487521.html          個人認為寫的很不錯,容易理解)

一:只適合單執行緒環境(不好)

public class Singleton {
    private static Singleton instance=null;
    private Singleton(){
        
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

註解:Singleton的靜態屬性instance中,只有instance為null的時候才建立一個例項,建構函式私有,確保每次都只建立一個,避免重複建立。
缺點:只在單執行緒的情況下正常執行,在多執行緒的情況下,就會出問題。例如:當兩個執行緒同時執行到判斷instance是否為空的if語句,並且instance確實沒有建立好時,那麼兩個執行緒都會建立一個例項。

 

解法二:多執行緒的情況可以用。(懶漢式,不好)

public class Singleton {
    private static Singleton instance=null;
    private Singleton(){
        
    }
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

註解:在解法一的基礎上加上了同步鎖,使得在多執行緒的情況下可以用。例如:當兩個執行緒同時想建立例項,由於在一個時刻只有一個執行緒能得到同步鎖,當第一個執行緒加上鎖以後,第二個執行緒只能等待。第一個執行緒發現例項沒有建立,建立之。第一個執行緒釋放同步鎖,第二個執行緒才可以加上同步鎖,執行下面的程式碼。由於第一個執行緒已經建立了例項,所以第二個執行緒不需要建立例項。保證在多執行緒的環境下也只有一個例項。
缺點:每次通過getInstance方法得到singleton例項的時候都有一個試圖去獲取同步鎖的過程。而眾所周知,加鎖是很耗時的。能避免則避免。

 

解法三:加同步鎖時,前後兩次判斷例項是否存在(可行)

public class Singleton {
    private static Singleton instance=null;
    private Singleton(){
        
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(instance==null){
                    instance=new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

註解:只有當instance為null時,需要獲取同步鎖,建立一次例項。當例項被建立,則無需試圖加鎖。
缺點:用雙重if判斷,複雜,容易出錯。

 

解法四:餓漢式(建議使用)

public class Singleton {
    private static Singleton instance=new Singleton();
    private Singleton(){
        
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

註解:初試化靜態的instance建立一次。如果我們在Singleton類裡面寫一個靜態的方法不需要建立例項,它仍然會早早的建立一次例項。而降低記憶體的使用率。

缺點:沒有lazy loading的效果,從而降低記憶體的使用率。

 

解法五:靜態內部內。(建議使用)

public class Singleton {
    private Singleton(){
        
    }
    private static class SingletonHolder{
        private final static Singleton instance=new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

註解:定義一個私有的內部類,在第一次用這個巢狀類時,會建立一個例項。而型別為SingletonHolder的類,只有在Singleton.getInstance()中呼叫,由於私有的屬性,他人無法使用SingleHolder,不呼叫Singleton.getInstance()就不會建立例項。
優點:達到了lazy loading的效果,即按需建立例項。

 

多思多想,多學多練!