我终于读懂了单例模式。。。

本文详细介绍了Java中的单例模式,包括饿汉式、懒汉式、线程安全的懒汉式、双重检查、静态内部类和枚举等八种实现方式,分析了它们的优缺点。推荐使用双重检查和静态内部类实现,以兼顾线程安全和性能。同时,枚举实现也被认为是安全且推荐的。单例模式在Java标准库如Runtime类中也有应用。

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单例设计模式介绍

🔍 所谓类的单例设计模式,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其对象实例的方法(静态方法)。
🔎比如 Hibernate 的 SessionFactory,它充当数据存储源的代理,并负责创建 Session对象。SessionFactory 并不是轻量级的,一般情况下,一个项目通常只需要一个 SessionFactory就够,这是就会使用到单例模式。

➿饿汉式(静态常量)

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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,则会造成内存的浪费
3)这种方式基于 classloder 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,在单例模式中大多数都是调用
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(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化
instance 就没有达到 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)

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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。优缺点和上面是一样的。
2)结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费

⌛️懒汉式(线程不安全)

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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,一个线程进入了 if (singleton ==null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
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,同步方法)

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优缺点说明:

1)解决了线程安全问题
2)效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接 return就行了。方法进行同步效率太低
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)(不推荐使用)

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🔉 双重检查(推荐使用)

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优缺点说明:

1)Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两次 if (singleton ==null)检查,这样就可以保证线程安全了。
2)这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断 if (singleton ==null),直接 return 实例化对象,也避免的反复进行方法同步.
3)线程安全;延迟加载;效率较高
4)结论:在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式

💽静态内部类(推荐使用)

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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 类被装载时并不会立即实例化,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。static在类加载的时候只会加载一次
3)类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(推荐使用)

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优缺点说明:

1)这借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能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)这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
3)结论:推荐使用

单例模式在 JDK 应用的源码分析

我们 JDK 中,java.lang.Runtime 就是经典的单例模式(饿汉式)

在这里插入图片描述

资料参考:https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4

代码地址:https://gitee.com/WangFuGui-Ma/design-pattern/tree/master/design/singleton

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