一:什麼是單例模式
單例模式定義很簡單:一個類中能創建一個實例,所以稱之爲單例!
那我們什麼時候會用到單例模式呢??
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那我們想想既然一個類中只能創建一個實例了,那麼可以說這是跟類的狀態與對象無關的了。
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頻繁創建對象、管理對象是一件耗費資源的事,我們只需要創建一個對象來用就足夠了!
學過Java Web的同學可能就知道:
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Servlet是單例的
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Struts2是多例的
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SpringMVC是單例的
那既然多例是頻繁創建對象、需要管理對象的,那Struts2爲什麼要多例呢??
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主要由於設計層面上的問題,Struts2是基於Filter攔截類的,ognl引擎對變量是注入的。所以它要設計成多例的~
能使用一個對象來做就不用實例化多個對象!這就能減少我們空間和內存的開銷~
那有可能有的人又會想了:我們使用靜態類.doSomething()
和使用單例對象調用方法的效果是一樣的啊。
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沒錯,效果就是一樣的。使用
靜態類.doSomething()
體現的是基於對象,而使用單例設計模式體現的是面向對象。
二:代碼演示
編寫單例模式的代碼其實很簡單,就分了三步:
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將構造函數私有化
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在類的內部創建實例
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提供獲取唯一實例的方法
1:餓漢式
public class Single {
private Single(){};
private static Single single=new Single();
public static Single getSingle(){
return single;
}
}
這種代碼我們稱之爲:“餓漢式”:
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一上來就創建對象了,如果該實例從始至終都沒被使用過,則會造成內存浪費。
2:簡單懶漢式
既然說一上來就創建對象,如果沒有用過會造成內存浪費:
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那麼我們就設計用到的時候再創建對象!
public class Single {
// 1.將構造函數私有化,不可以通過new的方式來創建對象
private Single(){}
// 2.1先不創建對象,等用到的時候再創建
private static Single single= null;
// 2.1調用到這個方法了,證明是要被用到的了
public static Single getSingle() {
// 3. 如果這個對象引用爲null,我們就創建並返回出去
if (single== null) {
single= new Single();
}
return single;
}
}
上面的代碼行不行??在單線程環境下是行的,在多線程環境下就不行了!
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要解決也很簡單,我們只要加鎖就行了
public class Single {
private Single(){};
private static Single single=null;
public static synchronized Single getSingle(){
if(single==null){
single=new Single();
}
return single;
}
}
上面面那種直接在方法上加鎖的方式其實不夠好,因爲在方法上加了內置鎖在多線程環境下性能會比較低下,所以我們可以將鎖的範圍縮小。
public class Single {
private Single(){};
private static Single single=null;
public static Single getSingle(){
if(single==null){
synchronized (Single.class){
single=new Single();
}
}
return single;
}
}
那上面的代碼可行嗎??不行,因爲雖然加了鎖,但還是有可能創建出兩個對象出來的:
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線程A和線程B同時調用
getJava3y()
方法,他們同時判斷java==null
,得出的結果都是爲null,所以進入了if代碼塊了 -
此時線程A得到CPU的控制權-->進入同步代碼塊-->創建對象-->返回對象
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線程A完成了以後,此時線程B得到了CPU的控制權。同樣是-->進入同步代碼塊-->創建對象-->返回對象
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很明顯的是:Java3y類返回了不止一個實例!所以上面的代碼是不行的!
厲害的程序員又想到了:進入同步代碼塊時再判斷一下對象是否存在就穩了吧!
public class Single {
private Single(){};
private static Single single=null;
public static Single getSingle(){
if(single==null){
synchronized (Single.class){
if(single==null){
single=new Single();
}
}
}
return single;
}
}
其實還不穩!這裏會有重排序的問題:
那麼接下來怎麼辦:要解決也十分簡單,加上我們的volatile關鍵字就可以了,volatile有內存屏障的功能!
public class Single {
private Single(){};
private static volatile Single single=null;
public static Single getSingle(){
if(single==null){
synchronized (Single.class){
if(single==null){
single=new Single();
}
}
}
return single;
}
}
詳細的可查看:Java設計模式全解