单例模式

mac2022-07-05 12

单例模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。

要点

显然单例模式的要点有三个：一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。从具体实现角度来说，就是以下三点：一是单例模式的类只提供私有的构造函数，二是类定义中含有一个该类的静态私有对象，三是该类提供了一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象。

优缺点

优点一、实例控制单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。二、灵活性因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。缺点一、开销虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。二、可能的开发混淆使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。三、对象生存期不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于.NET Framework的语言），只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。

设计思路

①将构造函数私有化，确保不能使用new关键字创建对象。 ②在类内部实例化一个对象，并通过静态方法返回。

饿汉式单例模式

* 缺点：在类加载时，就实例化提前占用系统资源 * 优点：线程安全

　　　class Singleton{ private Singleton() { System.out.println("单例模式"); } * 缺点：在类加载时，就实例化提前占用系统资源 * 优点：线程安全 private static Singleton singleton=new Singleton(); public static Singleton getSingleton() { return singleton; }

　　懒汉式单例模式

　　　　 * 优点：解决了饿汉式在类加载时，提前占用系统资源的问题 * 缺点：线程不安全 * 使用synchronized同步块，对方法进行加锁，确保懒汉式单例，可以线程安全 * 缺点：每次都需要锁住方法，每次只有一个线程，效率低下 * synchronized将一个方法或代码块加锁，同一时间只允许一个线程访问。　　　　class Singleton{ 　private Singleton() { System.out.println("单例模式"); 　　　　} * 优点：解决了饿汉式在类加载时，提前占用系统资源的问题 * 缺点：线程不安全 * 使用synchronized同步块，对方法进行加锁，确保懒汉式单例，可以线程安全 * 缺点：每次都需要锁住方法，每次只有一个线程，效率低下 * synchronized将一个方法或代码块加锁，同一时间只允许一个线程访问。 private static Singleton singleton=null; public static synchronized Singleton getSingleton() { if (singleton==null) { singleton=new Singleton(); } return singleton; }

双重加锁的懒汉模式

　　* 只有第一次singleton为null的时候才进行线程锁　　* 当后续singleton部位null时，就无需线程锁，可以允许多个线程同时拿走singleton

class Singleton{ 　private Singleton() { System.out.println("单例模式"); 　　　　} private static Singleton singleton=null; public static Singleton getSingleton() { if (singleton==null) { synchronized(Singleton.class){ if (singleton==null) { singleton=new Singleton(); } } } return singleton; }

静态内部类实现单例

　　*解决了饿汉式提前占用资源、懒汉式线程不安全的问题 class Singleton{ 　private Singleton() { System.out.println("单例模式"); 　　　　} 　　　　　　*解决了饿汉式提前占用资源、懒汉式线程不安全的问题　　　　　　class Singleton{ 　　　　　private Singleton() { 　　System.out.println("单例模式"); 　　　　　　} 　　　　private static class SSingleton{ 　　private static Singleton singleton=new Singleton(); 　　　　} 　　 public static Singleton getSingleton() { return SSingleton.singleton; }

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