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單例模式

定義:確保一個類只有一個實例,而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例。

類型:創(chuàng)建類模式

類圖:

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/singleton-pattern-1.gif" alt="singleton" />

類圖知識點:

1.類圖分為三部分,依次是類名、屬性、方法

2.以<<開頭和以>>結(jié)尾的為注釋信息

3.修飾符+代表public,-代表private,#代表protected,什么都沒有代表包可見。

4.帶下劃線的屬性或方法代表是靜態(tài)的。

5.對類圖中對象的關(guān)系不熟悉的朋友可以參考文章:設計模式中類的關(guān)系。

單例模式應該是23種設計模式中最簡單的一種模式了。它有以下幾個要素:

  • 私有的構(gòu)造方法
  • 指向自己實例的私有靜態(tài)引用
  • 以自己實例為返回值的靜態(tài)的公有的方法

單例模式根據(jù)實例化對象時機的不同分為兩種:一種是餓漢式單例,一種是懶漢式單例。餓漢式單例在單例類被加載時候,就實例化一個對象交給自己的引用;而懶漢式在調(diào)用取得實例方法的時候才會實例化對象。代碼如下:

餓漢式單例

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

懶漢式單例

    public class Singleton {
        private static Singleton singleton;
        private Singleton(){}

        public static synchronized Singleton getInstance(){
            if(singleton==null){
                singleton = new Singleton();
            }
            return singleton;
        }
    }

單例模式的優(yōu)點:

  • 在內(nèi)存中只有一個對象,節(jié)省內(nèi)存空間。
  • 避免頻繁的創(chuàng)建銷毀對象,可以提高性能。
  • 避免對共享資源的多重占用。
  • 可以全局訪問。

適用場景:由于單例模式的以上優(yōu)點,所以是編程中用的比較多的一種設計模式。我總結(jié)了一下我所知道的適合使用單例模式的場景:

  • 需要頻繁實例化然后銷毀的對象。
  • 創(chuàng)建對象時耗時過多或者耗資源過多,但又經(jīng)常用到的對象。
  • 有狀態(tài)的工具類對象。
  • 頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對象。
  • 以及其他我沒用過的所有要求只有一個對象的場景。

單例模式注意事項:

  • 只能使用單例類提供的方法得到單例對象,不要使用反射,否則將會實例化一個新對象。
  • 不要做斷開單例類對象與類中靜態(tài)引用的危險操作。
  • 多線程使用單例使用共享資源時,注意線程安全問題。

關(guān)于java中單例模式的一些爭議:

單例模式的對象長時間不用會被jvm垃圾收集器收集嗎

看到不少資料中說:如果一個單例對象在內(nèi)存中長久不用,會被jvm認為是一個垃圾,在執(zhí)行垃圾收集的時候會被清理掉。對此這個說法,筆者持懷疑態(tài)度,筆者本人的觀點是:在hotspot虛擬機1.6版本中,除非人為地斷開單例中靜態(tài)引用到單例對象的聯(lián)接,否則jvm垃圾收集器是不會回收單例對象的。

對于這個爭議,筆者單獨寫了一篇文章進行討論,如果您有不同的觀點或者有過這方面的經(jīng)歷請進入文章單例模式討論篇:單例模式與垃圾收集參與討論。

在一個jvm中會出現(xiàn)多個單例嗎

在分布式系統(tǒng)、多個類加載器、以及序列化的的情況下,會產(chǎn)生多個單例,這一點是無庸置疑的。那么在同一個jvm中,會不會產(chǎn)生單例呢?使用單例提供的getInstance()方法只能得到同一個單例,除非是使用反射方式,將會得到新的單例。代碼如下

    Class c = Class.forName(Singleton.class.getName());
    Constructor ct = c.getDeclaredConstructor();
    ct.setAccessible(true);
    Singleton singleton = (Singleton)ct.newInstance();

這樣,每次運行都會產(chǎn)生新的單例對象。所以運用單例模式時,一定注意不要使用反射產(chǎn)生新的單例對象。

懶漢式單例線程安全嗎

主要是網(wǎng)上的一些說法,懶漢式的單例模式是線程不安全的,即使是在實例化對象的方法上加synchronized關(guān)鍵字,也依然是危險的,但是筆者經(jīng)過編碼測試,發(fā)現(xiàn)加synchronized關(guān)鍵字修飾后,雖然對性能有部分影響,但是卻是線程安全的,并不會產(chǎn)生實例化多個對象的情況。


單例模式只有餓漢式和懶漢式兩種嗎

餓漢式單例和懶漢式單例只是兩種比較主流和常用的單例模式方法,從理論上講,任何可以實現(xiàn)一個類只有一個實例的設計模式,都可以稱為單例模式。


單例類可以被繼承嗎

餓漢式單例和懶漢式單例由于構(gòu)造方法是private的,所以他們都是不可繼承的,但是其他很多單例模式是可以繼承的,例如登記式單例。


餓漢式單例好還是懶漢式單例好

在java中,餓漢式單例要優(yōu)于懶漢式單例。C++中則一般使用懶漢式單例。

單例模式比較簡單,在此就不舉例代碼演示了。

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