设计模式--单例模式

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#java #基础 #代理模式

单例模式

所谓类的单例模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得对象实例的方法。

单例模式实现的八种方式：

1）饿汉式（静态常亮）

2）饿汉式（静态代码块）

3）懒汉式（线程不安全）

4）懒汉式（线程安全，同步方法）

5）懒汉式（线程安全，同步代码块）

6）双重检查

7）静态内部类

8）枚举

饿汉式（静态常量）应用实例

步骤：

1）构造器私有化（防止new）

2）类的内部创建对象

3）向外暴露一个静态的公共方法

代码实现

package singleton;

public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}

//饿汉式（静态变量）
class Singleton{
    //1.构造器私有化，外部不能new
    private Singleton(){

    }
    //2.本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    //3.提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1）优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化，避免了线程同步问题。

2）缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果，如果从始至终从未使用过这个实例，就会造成内存的浪费

3）这种方式基于classloader机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多都是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式导致类装载，这时候初始化instance没有达到lazy loading的效果

4）结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费

饿汉式（静态代码块）

代码实现

package singleton;

public class SingletonTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}
//饿汉式（静态代码块）
class Singleton{
    //1.构造器私有化，外部不能new
    private Singleton(){

    }
    //2.本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    static { //在静态代码块中，创建单例对象
        instance = new Singleton();
    }
    //3.提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1）这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例，优缺点和上面一样

懒汉式（线程不安全）

代码实现

package singleton;

public class SingletonTest03 {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}

class Singleton{
    private static  Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时才会去创建instance
    //即懒汉式
    public static  Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1）起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用

2）如果在多线程下，一个线程进入if判断语句块，还未来的及往下执行，另一个线程也通过这个判断语句，会产生多个实例，所以多线程下不可使用

3）结论：在实际开发中，不要使用这种方式

懒汉式（线程安全 同步方法）
package singleton;

public class SingletonTest03 {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}

class Singleton{
    private static  Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
    //即懒汉式
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1）解决了线程不安全问题

2）效率低，每个线程获得类的时候，执行getInstance（）方法都要进行同步。

3）结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

懒汉式（线程安全，同步代码块）
package singleton;

public class SingletonTest03 {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}

class Singleton{
    private static  Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
    //即懒汉式
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1）这种方式是对第四种实现方式的改进，因为之前的效率太低

2）但是这种不能起到线程同步的作用，跟第三种实现方式遇到的情形一致，也会产生多个实例

3）结论:在实际开发中，不能使用这种方式

双重检查
package singleton;

public class SingletonTest03 {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}

class Singleton{
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
    //即懒汉式
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1）Double-Check概念是多线程开发中常使用到的

2）这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if，直接return实例化对象，也避免了反复进行方法同步

3）线程安全，延迟加载，效率较高

4）结论：在实际开发中，推荐使用这种单例模式

静态内部类

代码实现

package singleton;

public class SingletonTest03 {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println("s1.hashcode: " + s1.hashCode());
        System.out.println("s2.hashcode: " + s2.hashCode());
    }
}

class Singleton{

    private Singleton(){}

    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

优缺点说明：

1）这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程

2）静态内部类方式在Singleton类被装载时不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化

3）里的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行的初始化时，别的线程是无法进入的

4）优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高

5）结论：推荐使用

枚举

优缺点：

1）能够避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象

2）结论：推荐使用

单例模式在jdk中的使用

RunTime类 饿汉式（静态常量）实现方式

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }

    private Runtime() {}
}
单例模式注意事项和细节说明

1）单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能

2）当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new

3）单例模式使用的场景，需要频繁的进行创建和销毁的对象，创建对象时耗时过多或耗费资源过多，但又经常用到的对象、工具类对象，频繁访问数据库或文件的对象（比如数据源、session工厂）

设计模式-单例模式-注册式单例模式-枚举式单例模式和容器式单例模式在Java中的使用示例
BADAO_LIUMANG_QIZHI的博客
10-28 1273
上面讲了单例模式的三种方式，另外还有一种注册式单例模式。
嵌入式C语言设计模式 --- 单例模式
EmbedIoT Studio
12-29 2637
单例模式（Singleton Pattern）是软件程序设计中最简单的设计模式之一，单例模式在设计模式分类中，是属于创建型模式，它提供了一种创建对象（实例，变量）的最佳实践方式。顾名思义，单例（也叫单件），也就是在整个程序设计中，只存在一个单一的类（C语言中叫“类型”，通常用结构体类型表示），这个类负责创建一个对象（C语言中叫“定义变量”，通常是指结构体变量）
设计模式~~~单例模式
PeakGao
09-28 759
一、概念 指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。 例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。 单例模式在现实生活中的应用也非常广泛，例如公司 CEO、部门经理等都属于单例模型 二、特点 单例类只能有一个实例。 提供全局的访问点 单例类必须自己创建自己的唯一实例。 三、优点和缺点 优点： 单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少了内存的开销。 可以避免对资源的多重占用。 单例模式
类的单例模式
weixin_37603532的博客
03-05 157
类的单例模式
单例模式（6种实现方式）
qq_31856061的博客
07-01 2233
定义： 确保一个类只有一个实例，并提供该实例的全局访问点。这样做的好处是：有些实例，全局只需要一个就够了，使用单例模式就可以避免一个全局使用的类，频繁的创建与销毁，耗费系统资源。一个私有构造函数 （确保只能单例类自己创建实例） 一个私有静态变量 （确保只有一个实例） 一个公有静态函数 （给使用者提供调用方法） 简单来说就是，单例类的构造方法不让其他人修改和使用；并且单例类自己只创建一个实例，这个实例，其他人也无法修改和直接使用；然后单例类提供一个调用方法，想用这个实例，只能调用。这样就确保了全局只创建了一次
单例模式
weixin_48426115的博客
10-28 463
懒汉式、饿汉式，解决了并发安全和性能低下问题（3）饿汉式：在类加载时已经创建好该单例对象，在获取单例对象时直接返回对象即可，不会存在并发安全和性能问题。（4）在开发中如果对内存要求非常高，那么使用懒汉式写法，可以在特定时候才创建该对象；（5）如果对内存要求不高使用饿汉式写法，因为简单不易出错，且没有任何并发安全和性能问题（6）为了防止多线程环境下，因为指令重排序导致变量报NPE，需要在单例对象上添加volatile关键字防止指令重排序（7）最优雅的实现方式是使用枚举。
设计模式——1、单例模式
pshdhx的博客
02-01 6209
在有些系统中，为了节省内存资源、保证数据内容的一致性，对某些类要求只能创建一个实例，这就是所谓的单例模式。 单例模式的定义与特点 单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。 在计算机系统中，还有 Windows 的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程
C#设计模式--单例模式
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weixin_53545579的博客
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普通单例：一进门就把所有家具都准备好（程序启动时就创建实例）懒加载单例：等你要用沙发时才去买沙发（第一次访问时才创建实例）
设计模式 -- 单例模式
qq_34552942的博客
12-22 1196
设计模式 -- 单例模式。
C++设计模式--单例模式
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08-03 1286
单例模式指的是，无论怎么获取，永远只能得到该类类型的唯一一个实例对象构造函数私有化，这样用户就不能任意定义该类型的对象了定义该类型唯一的对象通过一个static静态成员方法返回唯一的对象实例。
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单例模式介绍： 1，类的单例设计模式，采取一定的方法保证整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法 单例模式之--饿汉式-- 步骤： 将构造器私有化 （防止别的类创建对象） 在本类创建一个静态对象 在一个静态方法中返回这个静态对象 public class Person { private String name; //这个对象为什么要用静态来修饰？因为不用静态下面的静态方法就不能调用这个对象。 private static
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单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式在需要一个对象被共享且全局唯一的情况下非常有用，比如配置对象、日志对象、数据库连接对象等。单例模式通过确保一个类只有一个实例，提供了一种全局访问点来访问该实例。根据不同的需求和场景，可以选择不同的实现方式。饿汉式和枚举方式实现简单，但不能延迟加载；懒汉式和双重校验锁方式可以延迟加载，但需要考虑线程安全问题；静态内部类方式兼具延迟加载和线程安全，是一种推荐的实现方式。
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单例模式是指一个类，只能创建一个对象实例本文使用了4种方式实现单例模式并逐一介绍其特点，分别为饿汉式，懒汉式，双重检索式和静态内部类式。一、饿汉式实现饿汉式单例模式分为三步：1、构造器要私有化2、本类的对象作为本类的属性存在，用static修饰，保证只加载一次，不会重复创建对象3、公共的静态的方法，可以通过该方法，拿到成员属性代码如下：public class Single1 { static ...
设计模式（一）—— 单例模式
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07-16 730
简介 单例模式（创建型模式）：保证一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。 Client为客户端，Singleton是单例类，通过调用Singleton.getInstance()来获取实例对象。 单例模式的设计需要把握两点原则： 单例类只有一个实例，必须自己创建唯一的实例，而且必须给其他对象提供这个实例，不能由其他的类来创建 要想让一个类只能构建一个对象，就不能随便去做new操作，所以构造方法要写成私有的 要考虑线程安全，不能多个线程构造出多个对象 单例模式最大的特特点就是单例类在应用程序中只被实
设计模式-单例模式
Lucky boy的博客
02-16 408
1 ) 单例的定义单例设计模式保证某个类在运行期间，只有一个实例对外提供服务，而这个类被称为单例类。2 ) 单例的实现饿汉式饿汉式的实现方式，在类加载的期间，就已经将 instance 静态实例初始化好了，所以，instance 实例的创建是线程安全的。不过，这样的实现方式不支持延迟加载实例。懒汉式相对于饿汉式的优势是支持延迟加载。这种实现方式会导致频繁加锁、释放锁，以及并发度低等问题，频繁的调用会产生性能瓶颈。双重检测双重检测实现方式既支持延迟加载、又支持高并发的单例实现方式。单例模式
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