设计模式之单列模式(03)

本文深入探讨了单例模式的原理与应用,详细解析了Java中如何实现单例模式,确保线程安全并提供了实例代码。

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package singleton;


public class Singleton {
//将构造函数写成私有,防止外部通过 new关键字来创建对象
private Singleton(){


}


//定义变量来保存实例
private static Singleton instance;


//防止多线程 来同时创建变量
//此处必须有:synchronized因为,实例被保存在共享静态块中会有线程安全的问题
public synchronized static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
//通过new 关键字还有可能有进一步的异常处理,日志,安全,验证等的一些问题
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
### Java 中单例设计模式的实现和用法 #### 单例模式的优势 在Java中,单例模式通过确保一个类只有一个实例并提供全局访问点来简化程序的设计。相比于静态类,单例模式提供了更大的灵活性,因为可以延迟初始化,并且可以在运行时更改行为或状态[^1]。 #### 实现方式及其线程安全性 为了处理多线程环境下的并发问题,在早期版本的Java内存模型存在缺陷的情况下,Bill Pugh提出了基于内部静态辅助类的方式来创建单例类。这种方式不仅解决了多个线程同时获取单例实例的问题,还利用了JVM加载机制保证了懒加载特性以及良好的性能表现[^2]。 具体来说,当外部尝试访问`getInstance()`方法时,只有第一次调用才会触发内部静态类的加载过程从而完成对象构建;之后每次请求都将直接返回已经存在的唯一实例。这种做法有效防止了由于指令重排序带来的潜在风险——即所谓的out-of-order writes现象[^5]。 以下是采用上述方案的一个典型例子: ```java public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHelper { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static synchronized Singleton getInstance() { return SingletonHelper.INSTANCE; } } ``` 此代码片段展示了如何定义私有构造函数阻止外界随意新建对象的同时,借助于嵌套的静态成员类实现了安全高效的单例模式。 #### 关键要点总结 - **延迟初始化**:直到真正需要的时候才创建唯一的实例。 - **线程安全**:即使面对高并发场景也能保持数据一致性。 - **资源节约**:减少不必要的重复开销,提高应用效率。
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