Java 單例模式幾種實現的差別
單例模式確保某個類只有一個例項,而且自行例項化並向整個系統提供這個例項。
思路是通過將該類的構造方法設為private,那麼在其他類中不能直接例項化該類。那麼為了得到該類的例項,需要有public的static方法來返回該類的例項。(之所以static是為了可以直接用類名來呼叫該方法,不然的話沒有該類的例項,無法呼叫該類的非static方法)
單例模式有以下特點:1、單例類只能有一個例項。 2、單例類必須自己建立自己的唯一例項。 3、單例類必須給所有其他物件提供這一例項。
單例模式主要有以下三種實現方式:懶漢式單例、餓漢式單例、登記式單例。下面來看程式碼示例:
一、懶漢式單例
-
//懶漢式單例類.在第一次呼叫的時候例項化自己
- publicclass Singleton {
- private Singleton() {}
- privatestatic Singleton single=null;
- //靜態工廠方法
- publicstatic Singleton getInstance() {
- if (single == null) {
- single = new Singleton();
- }
- return single;
- }
- }
懶漢式其實是一種比較形象的稱謂。既然懶,那麼在建立物件例項的時候就不著急。會一直等到馬上要使用物件例項的時候才會建立,懶人嘛,總是推脫不開的時候才會真正去執行工作,因此在裝載物件的時候不建立物件例項。
- //餓漢式單例類.在類初始化時,已經自行例項化
- publicclass Singleton1 {
- private Singleton1() {}
- privatestaticfinal Singleton1 single = new Singleton1();
- //靜態工廠方法
- publicstatic Singleton1 getInstance() {
-
return
- }
- }
餓漢式也是一種比較形象的稱謂。既然餓,那麼在建立物件例項的時候就比較著急,餓了嘛,於是在裝載類的時候就建立物件例項。餓漢式是典型的空間換時間,當類裝載的時候就會建立類的例項,不管你用不用,先創建出來,然後每次呼叫的時候,就不需要再判斷,節省了執行時間。
三、登記式單例
- //類似Spring裡面的方法,將類名註冊,下次從裡面直接獲取。
- publicclass Singleton3 {
- privatestatic Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();
- static{
- Singleton3 single = new Singleton3();
- map.put(single.getClass().getName(), single);
- }
- //保護的預設構造子
- protected Singleton3(){}
- //靜態工廠方法,返還此類惟一的例項
- publicstatic Singleton3 getInstance(String name) {
- if(name == null) {
- name = Singleton3.class.getName();
- System.out.println("name == null"+"--->name="+name);
- }
- if(map.get(name) == null) {
- try {
- map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());
- } catch (InstantiationException e) {
- e.printStackTrace();
- } catch (IllegalAccessException e) {
- e.printStackTrace();
- } catch (ClassNotFoundException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- return map.get(name);
- }
- //一個示意性的商業方法
- public String about() {
- return"Hello, I am RegSingleton.";
- }
- publicstaticvoid main(String[] args) {
- Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);
- System.out.println(single3.about());
- }
- }
執行緒安全問題
上文中懶漢式單例的程式碼是執行緒不安全的。為了執行緒安全,可以採用以下方法:
1、在getInstance方法上加synchronized
- publicstaticsynchronized Singleton getInstance() {
- if (single == null) {
- single = new Singleton();
- }
- return single;
- }
- publicstatic Singleton getInstance() {
- if (singleton == null) {
- synchronized (Singleton.class) {
- if (singleton == null) {
- singleton = new Singleton();
- }
- }
- }
- return singleton;
- }
- publicclass Singleton {
- private Singleton(){}
- /**
- * 類級的內部類,也就是靜態的成員式內部類,該內部類的例項與外部類的例項
- * 沒有繫結關係,而且只有被呼叫到時才會裝載,從而實現了延遲載入。
- */
- privatestaticclass SingletonHolder{
- /**
- * 靜態初始化器,由JVM來保證執行緒安全
- */
- privatestatic Singleton instance = new Singleton();
- }
- publicstatic Singleton getInstance(){
- return SingletonHolder.instance;
- }
- }
當getInstance方法第一次被呼叫的時候,它第一次讀取SingletonHolder.instance,導致SingletonHolder類得到初始化;而這個類在裝載並被初始化的時候,會初始化它的靜態域,從而建立Singleton的例項,由於是靜態的域,因此只會在虛擬機器裝載類的時候初始化一次,並由虛擬機器來保證它的執行緒安全性。
這個模式的優勢在於,getInstance方法並沒有被同步,並且只是執行一個域的訪問,因此延遲初始化並沒有增加任何訪問成本。
另外就靜態內部類中的三個static說明如下:
- publicstatic Singleton getInstance(){
- return SingletonHolder.instance;}
中的static是為了可以用類名直接呼叫getInstance方法,所以必須為static。那麼該方法內的成員變數也必須為static,否則那個成員變數就要用類的例項來訪問了,這顯然和通過類直接訪問不相符。
- privatestatic Singleton instance = new Singleton();
中的static是因為instance必須為static才可以在getInstance方法中出現。
而
- publicstatic Singleton getInstance()
中的static是因為若內部類中出現靜態成員變數,則該內部類必為靜態內部類。
最後來看一個單例模式應用的例子有助於理解:
- publicclass TMain{
- publicstaticvoid main(String[] args){
- Singleton s1=Singleton.getInstance();
- s1.setName("libai");
- Singleton s2=Singleton.getInstance();
- s2.setName("dufu");
- System.out.println(s1.getName());
- System.out.println(s2.getName());
- if(s1==s2){
- System.out.println("是同一個物件");
- }else{
- System.out.println("不是同一個物件");
- }
- }
- }
- class Singleton{
- /* 私有構造方法,防止被例項化 */
- private Singleton() {
- }
- private String name;
- publicvoid setName(String s){
- this.name=s;
- }
- public String getName(){
- returnthis.name;
- }
- /*餓漢式單例*/
- privatestaticfinal Singleton instance = new Singleton();
- /* 獲取例項 */
-
publicstatic
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