『單例模式』是一種創建型的設計模式,保證一個類只有一個實例,並提供一個訪問它的全局訪問點。
在一個系統中,一個類經常會被使用在不同的地方,通過單例模式,我們可以避免多次創建多個實例,從而節約系統資源。
單例模式往往有三個特徵,一個類只能有一個實例,它必須自行提供實例的創建,它必須提供方法暴露此實例。
餓漢方式
餓漢總是一次喫個飽,所以這種方式總是在系統初始化的時候創建所有的對象,不管會不會何時被使用。
public class SingleTon {
//自行構造實例
private static final SingleTon instance = new SingleTon();
//置空構造器,不允許外部構造
public SingleTon(){}
//對外暴露內部實例
public SingleTon getInstance(){
return this.instance;
}
}
餓漢方式實現的單例模式是極其簡單的,但缺點也很明顯,即便這個類一時半會不會被使用到,但也必須在編譯的時候初始化分配堆內存,創建這個內部實例。
懶漢方式
懶漢很懶,只有在系統用到某個類的實例的時候,纔會實例化出一個唯一實例。
public class SingleTon {
private static SingleTon instance= null;
private SingleTon(){}
public static SingleTon getInstance(){
if(null == instance){
instance = new SingleTon();
}
return instance;
}
}
instance 在類編譯的時候沒有初始化,而只有在調用 getInstance 方法的時候,纔會去實例化 instance。
looks pretty!
多線程環境下,線程 A 和線程 B 同時判斷 instance==null,都去實例化 instance,導致 instance 被實例化兩次,堆中產生一個無引用對象,併發量大的情況下,會有更多的無用對象被創建,甚至可能提前觸發 GC。
懶漢方式優化一(加本地鎖)
線程不安全,相信你第一時間也會想到加鎖控制,那你是不是也這麼加的呢?
public class SingleTonLock {
private static SingleTonLock instance= null;
public SingleTonLock(){}
public synchronized SingleTonLock getInstance(){
if (instance == null){
instance = new SingleTonLock();
}
return instance;
}
}
這種方式直接給 getInstance 方法加鎖了,很明顯,會造成大量無效的鎖等待,繼續優化。
public class SingleTonLock {
private static volatile SingleTonLock instance= null;
public SingleTonLock(){}
public SingleTonLock getInstance(){
if (instance == null){
synchronized(this){
//再次判斷是爲了防止有的線程醒來以後再次實例化
//有可能其他線程已經實例化完成了
if (instance == null){
instance = new SingleTonLock();
}
}
}
return instance;
}
}
給 instance 加 volatile 修飾是爲了防止 jvm 指令重排序,通過再次判斷可以保證此實例的唯一實例化。
這的確是一種不錯的懶漢實例,推薦大家使用,但我更推薦下一種。
懶漢方式優化二(枚舉類)
個人認爲使用枚舉類實現懶漢單例模式是最佳實踐,枚舉類本質上是用靜態字段來實現的,例如:
public enum Color {
RED(), GREEN(), BLUE(), YELLOW();
}
javap 反編譯這個枚舉類得到:
public final class com.example.test.lazy.Color extends java.lang.Enum<com.example.test.lazy.Color> {
public static final com.example.test.lazy.Color RED;
public static final com.example.test.lazy.Color GREEN;
public static final com.example.test.lazy.Color BLUE;
public static final com.example.test.lazy.Color YELLOW;
public static com.example.test.lazy.Color[] values();
public static com.example.test.lazy.Color valueOf(java.lang.String);
static {};
}
那麼,枚舉如何實現單例模式,上代碼:
public class SingleTonE {
public static SingleTonE getInstance(){
return SingleTonEnum.SINGLETON.getInstance();
}
private enum SingleTonEnum{
SINGLETON;
private SingleTonE instance;
SingleTonEnum(){
instance = new SingleTonE();
}
public SingleTonE getInstance(){
return this.instance;
}
}
}
只有當調用 getInstance 方法獲取實例的時候,纔會觸發枚舉類的加載,然後按照上面說的,生成一個靜態字段並初始化其內部的單例 instance,因爲 jvm 保證只能一個線程進行類加載,所以整個過程看起來非常的簡單。
個人認爲,枚舉類實現單例模式是一種最佳實踐,推薦你應用到自己的項目。
近期會整理一個設計模式系列,分別講講 23 種設計模式,感興趣的可以關注下哦~