Java設計模式菜鳥系列(六)單例模式建模與實現

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單例模式（Singleton）：是一種常用的設計模式。在Java應用中，單例對象能保證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在。好處主要有：1、某些類創建比較頻繁，對於一些大型的對象，這是一筆很大的系統開銷。2、省去了new操作符，降低了系統內存的使用頻率，減輕GC壓力。

單例模式主要有兩種實現方式：1、懶漢式；2、餓漢式

一、uml建模

二、代碼實現：

 1、懶漢式

/**
 * 示例：單例--單例對象能保證在一個JVM中，該對象只有一個實例存在。
 * 
 * 缺點：這種做法在多線程環境下，不安全
 * 
 * 懶漢式
 */

class Singleton {
	/**
	 * 持有私有靜態變量(也稱類變量)，防止被引用
	 * 
	 * 此處賦值爲null，目的是實現延遲加載 (因爲有些類比較龐大，所以延遲加載有助於提升性能)
	 */
	private static Singleton instance = null;

	/** 私有構造方法，防止被實例化 */
	private Singleton() {

	}

	/** 靜態工廠方法，創建實例 --只不過這裏是創建自己，而且只能創建一個 */
	public static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}

	public void info() {
		System.out.println("this is a test method...");
	}
}

/**
 * 客戶端測試類
 * 
 * @author Leo
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 調用普通方法
		 */
		s1.info();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 運行結果爲true，說明s1、s2這兩個類變量都指向內存中的同一個對象
		 */
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

2、餓漢式

/**
 * 餓漢式
 */

class Singleton {
	private static Singleton instance = new Singleton();

	private Singleton() {

	}

	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}

	public void info() {
		System.out.println("this is a test method...");
	}
}

/**
 * 客戶端測試類
 * 
 * @author Leo
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 調用普通方法
		 */
		s1.info();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		/**
		 * 運行結果爲true，說明s1、s2這兩個類變量都指向內存中的同一個對象
		 */
		System.out.println(s1 == s2);
	}

}

3、如果考慮多線程，那麼getInstance()方法要加同步synchronized，這時餓漢式比懶漢式要好，儘管資源利用率要差，但是不用同步。

/**
 * 
 * 考慮多線程的時候，下面這種做法可以參考一下：--懶漢式
 * 
 * 在創建類的時候進行同步，所以只要將創建和getInstance()分開，單獨爲創建加synchronized關鍵字
 * 
 * 這種做法考慮性能的話，整個程序只需創建一次實例，所以性能也不會有什麼影響。
 * 
 * @author Leo
 */
public class SingletonTest {

	private static SingletonTest instance = null;

	private SingletonTest() {
	}

	private static synchronized void syncInit() {
		if (instance == null) {
			instance = new SingletonTest();
		}
	}

	public static SingletonTest getInstance() {
		if (instance == null) {
			syncInit();
		}
		return instance;
	}
}

三、總結

單例模式保證了一個類只有一個實例，且提供一個訪問全局點的方式，更加靈活的保證了實例的創建和訪問約束。系統中只有一個實例，因此構造方法應該爲私有 餓漢式：類加載時直接創建靜態實例；懶漢式：第一次需要時才創建一個實例，那麼getInstance方法要加同步 餓漢式比懶漢式要好，儘管資源利用率要差，但是不用同步。