java设计模式 单例模式

本文介绍了单例模式的四种实现方式:饿汉式、懒汉式同步代码双重判断、使用枚举及静态内部类持有对象。这些方法确保了类的对象唯一性,并在不同场景下提供了线程安全性。

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这个模式大家应该都用过,目的就是保证类的对象的唯一性,那么在实现的过程中呢,有多种方法。

  1. 饿汉式,类加载就创建
    这个也是写起来最方便的
package bean;

public class SingleBean {

    //实例化私有对象
    private static SingleBean singleBean=new SingleBean();
    //封装构造方法避免其它类直接new
    private SingleBean(){

    }
    //提供get方法
    public static SingleBean getSingleBean() {
        return singleBean;
    }
}

2.懒汉式 同步代码双重判断

package bean;

public class SingleBean {

    //实例化私有对象
    private static SingleBean singleBean;
    //封装构造方法避免其它类直接new
    private SingleBean(){

    }
    //提供get方法
    public static SingleBean getSingleBean() {
        if(singleBean==null){
            synchronized (SingleBean.class) {//同步代码块,避免线程安全错误
                if(singleBean==null){//再次判断
                    singleBean=new SingleBean();
                }
            }
        }
        return singleBean;
    }

}

3.使用java的枚举 很简单
如果对java的枚举不熟悉可以点击java 枚举详解

package bean;

public enum SingleBean {
    SINGLEBEAN;
}

4.使用一个静态内部类持有对象,避免初始化的时候加载

package bean;

public class SingleBean {
    // 封装构造方法避免其它类直接new
    private SingleBean() {

    }

    private static final class SingleBeanHolder {//静态内部类
        private static SingleBean singleBean = new SingleBean();
    }

    public static SingleBean getSingleBean() {
        return SingleBeanHolder.singleBean;
    }

}

除了第一中饿汉式,其它的都不会在加载类的时候进行初始化,且都是线程安全的。

### Java 中的单例模式设计与实现 #### 单例模式的概念 单例模式是一种创建型设计模式,它确保某个类只有一个实例存在,并提供全局访问点来获取该实例。这种模式特别适用于那些只需要单一控制中心的应用场景。 #### 实现方式 ##### 饿汉式(Eager Initialization) 饿汉式的优点在于简单易懂,在类加载时就完成了初始化工作,因此不存在线程安全问题。 ```java public class EagerInitializedSingleton { private static final EagerInitializedSingleton instance = new EagerInitializedSingleton(); private EagerInitializedSingleton() {} public static EagerInitializedSingleton getInstance() { return instance; } } ``` ##### 懒汉式(Lazy Initialization) 懒汉式是在第一次调用 `getInstance()` 方法时才去创建对象,可以节省资源开销,但是需要考虑多线程环境下的安全性[^2]。 ```java public class LazyInitializedSingleton { private static LazyInitializedSingleton instance; private LazyInitializedSingleton() {} synchronized public static LazyInitializedSingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazyInitializedSingleton(); } return instance; } } ``` 为了提高性能并保持线程安全,通常会采用双重校验锁的方式优化懒汉式实现: ```java public class DoubleCheckedLockingSingleton { private volatile static DoubleCheckedLockingSingleton uniqueInstance; private DoubleCheckedLockingSingleton() {} public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() { if (uniqueInstance == null) { // First check before locking synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) { if (uniqueInstance == null) { // Second check after acquiring lock uniqueInstance = new DoubleCheckedLockingSingleton(); } } } return uniqueInstance; } } ``` ##### 枚举类型 枚举类型的实现不仅简洁而且天然具备序列化机制以及防止反序列化的特性,是最推荐的一种实现方法。 ```java public enum EnumSingleton { INSTANCE; public void someMethod(){ } } ``` ##### 内部静态辅助类法(Bill Pugh Singleton Implementation) 这种方法利用了JVM对于内部类加载的特点,既实现了延迟加载又解决了线程同步的问题。 ```java public class BillPughSingleton { private BillPughSingleton(){} private static class SingletonHelper{ private static final BillPughSingleton INSTANCE = new BillPughSingleton(); } public static BillPughSingleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` #### 使用案例 `java.lang.Runtime` 是 JDK 自带的一个典型应用例子,通过其唯一的运行时表示当前 JVM 的运行状态,并提供了许多有用的工具函数给开发者使用。可以通过 `getRuntime().availableProcessors()` 获取处理器数量等操作[^1]。
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