23种设计模式之单例模式

单例对象(Singleton)是一种常用的设计模式。

在Java应用中,单例对象能保证在一个JVM中,该对象只有一个实例存在。

单例模式的核心作用是保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该实例的全局访问点。

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。

这个模式有几个好处:

1.某些类创建比较繁琐,对于一些大型的对象,这是一笔很大的系统开心。

2.省去了new操作符,降低了系统内存的使用频率,减轻GC压力。

3.有些累比如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,如果该类可以创建多个的话,系统完全乱了。

单例模式的实现过程:

1.构造函数私有化。

2.声明私有的静态实例变量。

3.创建静态的方法用来返回此私有的静态实例变量。

单例模式的五种实现方法:

1.饿汉式:

饿汉式单例模式代码中,static变量会在类装载时初始化,此时也不会设计多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类,肯定不会发生并发访问的问题。因此是线程安全的。

问题是如果只是加载奔雷,而不是要调用getInstance(),深圳永远没有调用,则会造成资源浪费。

2.懒汉式:

懒汉式单例模式代码中提供了lazy load(延时加载,懒加载,真正用的时候才加载)资源利用率高。

但是每次调用getInstance()方法都要同步,并发效率较低。

3.双重检测锁式:

双重检测锁单例模式将同步内容放到if内部,提高了执行的效率,不必每次获取对象时都进行同步,只有第一次才同步,创建了以后就没必要了。

但是由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题,不建议使用。

4.静态内部类式:

外部类没有static属性,不会像饿汉式那样立即加载对象。

只有真正调用getInstance()方法才会加载静态内部类。加载类时时线程安全的。instance是static final类型,保证了内存中只有这样一个实例存在,而且只能被赋值一次,从而保证了线程安全。

兼备了高效调用和延时加载的优势。

5.枚举式:

枚举本身就是单例模式。由JVM从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞。

枚举式单例模式的缺点是无延迟加载。

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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