设计模式 —— 单例模式

单例模式——单线程适用版

概念:
  java中单例模式是一种常见的设计模式,单例模式的写法有好几种,这里主要介绍三种:懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例。
  单例模式有以下特点:
  1、单例类只能有一个实例。
  2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
  3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

package org.zangyu.Singleton;

public class Singleton {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		 //singleton s0= new  singleton();不能调用
		 singleton1 s1 = singleton1.Getinstance();
		 singleton1 s2 = singleton1.Getinstance();
		 if(s1==s2) {
			 System.out.println("同一个实例");
		 }else {
			 System.out.println("不同实例");
		 }
	}

}
class singleton1{
	private static singleton1 instance;
	private singleton1()
	{
		//构造方法为private,外界就不能利用new创建此类型的实例
	}
	public static singleton1 Getinstance()
	{//此方法是获得本类实例的唯一全局访问点
		if(instance==null) {
			instance=new singleton1();
		}
		return instance;
	}
}

该程序只适用于单线程,如果是多线程的话在使用singleton1.Getinstance()方法创建对象时,需要时间而此时nstance==null的结果还未来得及返回,可能会同时创建多个实例。
解决方法:
给进程加锁在执行new创建实例的地方加锁,同时在锁定之前判断是否为null,如果为null就不用进锁。
加锁:
Java中使用synchronized,被synchronized修饰的区域每次只有一个线程可以访问,其他线程要想进锁就必须等待。

单例模式——多线程单锁版

package org.zangyu.Singleton;

public class Singleton2 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		 //singleton s0= new  singleton();不能调用
		 singleton1 s1 = singleton1.Getinstance();
		 singleton1 s2 = singleton1.Getinstance();
		 if(s1==s2) {
			 System.out.println("同一个实例");
		 }else {
			 System.out.println("不同实例");
		 }
	}

}
class singleton1{
	private static singleton1 instance;
	private static final Object syncRoot =new  Object();
	//程序运行时创建的一个静态只读的进程辅助对象
	private singleton1()
	{
		//构造方法为private,外界就不能利用new创建此类型的实例
	}
	public static singleton1 Getinstance()
	{//此方法是获得本类实例的唯一全局访问点
		synchronized(syncRoot) {
			//在同一时刻加了锁的部分程序只有一个线程可以进入
		if(instance==null) {
			instance=new singleton1();
		 }
		 System.out.println("创建");
		 return instance;
		}
	}
}

缺点:每次调用Getinstance()都会加锁同步,降低了性能。
解决:双重锁定——不同让线程每一次都加锁,而只是在实例未被创建的时候加锁,同时也能保证多线程的安全。

单例模式——多线程双锁版(懒汉式)

package org.zangyu.Singleton;

public class Singleton3 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// singleton s0= new singleton();不能调用
		singletondcl s1 = singletondcl.Getinstance();
		singletondcl s2 = singletondcl.Getinstance();
		if (s1 == s2) {
			System.out.println("同一个实例");
			
		} else {
			System.out.println("不同实例");
		}
	}

}

class singletondcl {
	private static singletondcl instance;

	// 程序运行时创建的一个静态只读的进程辅助对象
	private singletondcl() {
		// 构造方法为private,外界就不能利用new创建此类型的实例
	}

	public static singletondcl Getinstance() {// 此方法是获得本类实例的唯一全局访问点
		if (instance == null) {
			//给类加锁,类的所有对象用同一把锁,多个线程可同时到达这里
			synchronized (singletondcl.class) {//一个线程进去
				if (instance == null) {
				instance = new singletondcl();
				} 
			}
		}
		System.out.println("创建");
		return instance;
	}
}

单例模式——多线程双锁版(饿汉式)

package org.zangyu.Singleton;

public class Singleton4 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// singleton s0= new singleton();不能调用
		singletondcl s1 = singletondcl.Getinstance();
		singletondcl s2 = singletondcl.Getinstance();
		if (s1 == s2) {
			System.out.println("同一个实例");
			
		} else {
			System.out.println("不同实例");
		}
	}

}

class singletondcl {
	private static singletondcl instance=new singletondcl();
    //在自己被加载时就实例化
	private singletondcl() {
		// 构造方法为private,外界就不能利用new创建此类型的实例
	}

	public static singletondcl Getinstance() {// 此方法是获得本类实例的唯一全局访问点
		//只需要返回即可;保证了线程安全
		System.out.println("创建");
		return instance;
	}
}

饿汉式和懒汉式区别

从名字上来说,饿汉和懒汉

饿汉就是类一旦加载,就把单例初始化完成,保证getInstance的时候,单例是已经存在的了,

而懒汉比较懒,只有当调用getInstance的时候,才回去初始化这个单例。

1、线程安全:

饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题,占用资源多。

懒汉式本身是非线程安全的可通过双锁模式解决问题

什么是线程安全?

如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。

或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作,或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题,那就是线程安全的。

以上部分摘取自朱红梅老师2020年5月的课件。

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