Singleton 单例模式(懒汉方式和饿汉方式)

本文详细介绍了单例模式的概念及其两种实现方式:懒汉模式和饿汉模式。懒汉模式在类加载时不初始化,而饿汉模式则在类加载时完成初始化。

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单例模式的概念:

单例模式的意思就是只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。


关键点:

1)一个类只有一个实例 这是最基本的

2)它必须自行创建这个实例

3)它必须自行向整个系统提供这个实例

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两种实现方式:


1 懒汉模式(类加载时不初始化)


复制代码

package Singleton;

public class LazySingleton {
//懒汉式单例模式
//比较懒,在类加载时,不创建实例,因此类加载速度快,但运行时获取对象的速度慢


private static LazySingleton intance = null;//静态私用成员,没有初始化

private LazySingleton()
{
//私有构造函数
}

public static synchronized LazySingleton getInstance() //静态,同步,公开访问点
{
if(intance == null)
{
intance = new LazySingleton();
}
return intance;
}
}

复制代码


关键点:(代码注释上已给出)

1)构造函数定义为私有----不能在别的类中来获取该类的对象,只能在类自身中得到自己的对象

2)成员变量为static的,没有初始化----类加载快,但访问类的唯一实例慢,static保证在自身类中获取自身对象

3)公开访问点getInstance: public和synchronized的-----public保证对外公开,同步保证多线程时的正确性(因为类变量不是在加载时初始化的)

优缺点见代码注释。


2 饿汉式单例模式(在类加载时就完成了初始化,所以类加载较慢,但获取对象的速度快)


复制代码

package Singleton;

public class EagerSingleton {
//饿汉单例模式
//在类加载时就完成了初始化,所以类加载较慢,但获取对象的速度快

private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();//静态私有成员,已初始化

private EagerSingleton()
{
//私有构造函数
}

public static EagerSingleton getInstance() //静态,不用同步(类加载时已初始化,不会有多线程的问题)
{
return instance;
}


}

复制代码


关键点:(代码注释已写)

1)私有构造函数

2)静态私有成员--在类加载时已初始化

3)公开访问点getInstance-----不需要同步,因为在类加载时已经初始化完毕,也不需要判断null,直接返回

优缺点见代码注释。
### 单例模式懒汉饿的区别及实现 单例模式是一种常见的设计模,确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。根据实例化对象的时机不同,单例模式可以分为懒汉饿两种实现方式。 #### 1. 饿单例模式 饿单例模式在类加载时就完成实例化,因此在使用时无需再进行判断或加锁操作。这种模的优点是实现简单、线程安全,缺点是可能会浪费内存资源,因为实例在程序启动时就已经创建,即使可能永远不会被使用。 以下是饿单例模式的实现代码: ```java public class Singleton { // 在类加载时直接初始化实例 private static final Singleton instance = new Singleton(); // 私有构造函数,防止外部实例化 private Singleton() {} // 提供全局访问点 public static Singleton getInstance() { return instance; // 直接返回已创建的实例 } } ``` 饿单例模式的特点包括: - 实例在类加载时创建[^1]。 - 线程安全,无需额外的同步机制[^2]。 - 内存占用较高,因为实例一旦创建就不会释放[^2]。 #### 2. 懒汉单例模式 懒汉单例模式在第一次调用 `getInstance()` 方法时才创建实例,因此可以延迟实例化,节省内存资源。然而,由于多线程环境下可能存在并发问题,需要通过同步机制来保证线程安全。 以下是懒汉单例模式的实现代码(线程不安全版本): ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 instance = new Singleton(); // 可能存在线程安全问题 } return instance; } } ``` 为了解决线程安全问题,可以通过双重检查锁定(Double-Checked Locking)来优化懒汉单例模式: ```java public class Singleton { private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { // 第二次检查 instance = new Singleton(); // 创建实例 } } } return instance; } } ``` 懒汉单例模式的特点包括: - 实例在第一次调用 `getInstance()` 方法时创建[^1]。 - 内存使用效率较高,因为只有在需要时才会创建实例[^2]。 - 需要额外的同步机制来保证线程安全[^4]。 #### 3. 区别总结 | 特性 | 饿单例模式 | 懒汉单例模式 | |------------------|-------------------------------|------------------------------------| | 实例化时机 | 类加载时 | 第一次调用 `getInstance()` 时 | | 线程安全性 | 天然线程安全 | 需要额外的同步机制 | | 内存使用 | 较高,实例始终占用内存 | 较低,仅在需要时创建实例 | | 实现复杂度 | 简单 | 较复杂,需考虑线程安全问题 | #### 4. 应用场景 单例模式适用于以下场景[^3]: - 系统只需要一个实例对象时,例如日志模块、线程池模块等。 - 资源消耗较大而只允许创建一个对象时。 - 客户端需要通过公共访问点访问同一实例时。 --- ###
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