【设计模式】Java中单例模式Singleton

单例(Singleton)模式的定义:指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式;这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。

核心代码:构造方法私有化,private。提供一个静态的公开对外获取实例的方法

单例模式有 3 个特点:

  1. 单例类只有一个实例对象;
  2. 该单例对象必须由单例类自行创建;
  3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点。

单例模式的优点和缺点

单例模式的优点:

  • 单例模式可以保证内存里只有一个实例,减少了内存的开销。
  • 可以避免对资源的多重占用。
  • 单例模式设置全局访问点,可以优化和共享资源的访问。

单例模式的缺点:

  • 单例模式一般没有接口,扩展困难。如果要扩展,则除了修改原来的代码,没有第二种途径,违背开闭原则。
  • 在并发测试中,单例模式不利于代码调试。在调试过程中,如果单例中的代码没有执行完,也不能模拟生成一个新的对象。
  • 单例模式的功能代码通常写在一个类中,如果功能设计不合理,则很容易违背单一职责原则。

1.懒汉式

public class MyStringUtil {
    private static MyStringUtil myStringUtil;
    //私有化构造器
    private MyStringUtil(){

    }
    //提供一个静态的公开对外访问的方法
    public static MyStringUtil getInstance(){
        if (myStringUtil == null){
            myStringUtil = new MyStringUtil();
        }
        return myStringUtil;
    }

}

懒汉式,就是实例在用到的时候才去创建,比较懒,直到用到的时候才去检查有没有创建。有线程安全问题,如果刚开始有多个线程同时调用则会被创建多次。可以加上synchronized,所有又分成了线程安全和线程不安全两种写法

2.饿汉式

public class MyStringUtil {
    private static MyStringUtil myStringUtil = new MyStringUtil();
    //私有化构造器
    private MyStringUtil(){

    }
    //提供一个静态的公开对外访问的方法
    public static MyStringUtil getInstance(){
        return myStringUtil;
    }

}

饿汉式,就是不管有没有用到,启动的时候先创建实例,比较勤奋,坏处就是浪费内存空间,好处就是没有线程安全问题

3.双检锁

public class MyStringUtil {
    private static volatile MyStringUtil myStringUtil;
    //私有化构造器
    private MyStringUtil(){

    }
    //提供一个静态的公开对外访问的方法
    public static MyStringUtil getInstance(){
        if (myStringUtil == null){
            synchronized (MyStringUtil.class){ 
                if (myStringUtil == null){ //再次检查有没有创建
                    myStringUtil = new MyStringUtil();
                }
            }
        }
        return myStringUtil;
    }

}

双检锁结合了懒汉式和饿汉式,在创建的时候保证线程安全,这样又保证了线程安全,比直接上锁提高了效率,又节省了空间

4.静态内部类

public class MyStringUtil {
    //私有化构造器
    private MyStringUtil(){

    }
    //没有绑定关系,而且只有被调用到时才会装载,从而实现了延迟加载。
    private static class SingletonMyStringUtil{
        //静态初始化器,由JVM来保证线程安全
        private static  MyStringUtil myStringUtil = new MyStringUtil();
    }
    //提供一个静态的公开对外访问的方法
    public static MyStringUtil getInstance(){
        return SingletonMyStringUtil.myStringUtil;
    }

}

静态内部类,静态初始化器,由JVM来保证线程安全 ,只有被调用到时才会装载,从而实现了延迟加载。

5.枚举

public enum UtilEnm {
    StringUtil;

    public boolean check(String o) {
        return o != null&& "".equals(o);
    }
}

枚举自动支持序列化机制,绝对防止多次实例化。

在实际的应用场景中一般用到的懒汉式双检锁比较多

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