單例的介紹:
意圖:保證一個類僅有一個實例,並提供一個訪問它的全局訪問點。
主要解決:一個全局使用的類頻繁地創建與銷燬。
何時使用:當您想控制實例數目,節省系統資源的時候。
如何解決:判斷系統是否已經有這個單例,如果有則返回,如果沒有則創建。
關鍵代碼:構造函數是私有的。
應用實例:
Windows 是多進程多線程的,在操作一個文件的時候,就不可避免地出現多個進程或線程同時操作一個文件的現象,所以所有文件的處理必須通過唯一的實例來進行。
一些設備管理器常常設計爲單例模式,比如一個電腦有兩臺打印機,在輸出的時候就要處理不能兩臺打印機打印同一個文件。
優點:
在內存裏只有一個實例,減少了內存的開銷,尤其是頻繁的創建和銷燬實例(比如管理學院首頁頁面緩存)。
避免對資源的多重佔用(比如寫文件操作)。
缺點:
沒有接口,不能繼承,與單一職責原則衝突,一個類應該只關心內部邏輯,而不關心外面怎麼樣來實例化。
使用場景:
要求生產唯一序列號。
WEB 中的計數器,不用每次刷新都在數據庫里加一次,用單例先緩存起來。
創建的一個對象需要消耗的資源過多,比如 I/O 與數據庫的連接等。
注意事項:getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時進入造成 instance 被多次實例化。
懶漢
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
餓漢
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
懶漢式下如何保證線程安全?
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
創建線程安全的單例有那些實現方法?
雙檢鎖/雙重校驗鎖(DCL,即 double-checked locking)
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
登記式/靜態內部類
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}