Java中常用的设计模式------单例设计模式

本文深入探讨了Java中单例模式的四种实现方式,包括饿汉式、懒汉式、线程安全懒汉式和DCL双检查锁机制。详细分析了每种方式的优缺点,如内存使用、效率及线程安全性。

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在Java语言中,单例模式有两大好处:

  • 减少频繁的穿创建对象造成系统资源的浪费,尤其是对于一些重量级的对象的创建。
  • 减少内存的浪费,会降低GC的压力,缩短GC停顿时间。

单例模式的核心在于通过一个接口返回一个唯一的对象实例。

实现方式一饿汉式:

/**
 * @author 坏小孩
 * 单例设计模式(饿汉式)
 */
public class Singleton {
	//条件一:构造方法私有化
	private Singleton(){
		System.out.println("对象创建");
	}
	//条件二: 创建私有化对象实例
	private static 	Singleton instance=new Singleton();
	//条件三 :对外提供静态访问方法
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

 关于饿汉式的优缺点:

优点:实现起来简单,没有多线程同步问题。

缺点:当类被加载是,会初始化static的instance,静态变量被创建并且分配内存空间,从这以后,这个static的instance对象便会一直占用这段内存(即使你没有用到这个实例),当类被卸载时,静态变量被摧毁,并且释放所占的内存,因此会在某些特定的条件下会耗费内存。

实现方式二:

/**
 * @author 坏小孩
 * 单例设计模式(懒汉式)
 */
public class Singleton {
	//条件一:构造方法私有化
	private Singleton(){
		System.out.println("对象创建");
	}
	//条件二: 创建私有化成员变量
	private static 	Singleton instance;

	//条件三 :对外提供静态访问方法
	public static Singleton getInstance() {
		if(instance==null){
			instance=new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

懒汉模式的优缺点:

优点:实现起来简单,当类被加载时静态变量static的instance没有被分配内存空间,当getInstance方法第一次被调用时才会初始化instance变量,并且分配内存空间,因此在某些特定的情况下会节约内存空间。

缺点:在多线程的环境下,这种实现方式就是完全错误的,根本就不能保证单例的状态。

实现三:线程安全的懒汉式

/**
 * @author 坏小孩
 * 单例设计模式(线程安全懒汉式)
 */
public class Singleton {
	//条件一:构造方法私有化
	private Singleton(){
		System.out.println("对象创建");
	}
	//条件二: 创建私有化成员变量
	private static 	Singleton instance;

	//条件三 :对外提供加锁的静态访问方法
	public static synchronized  Singleton getInstance() {
		if(instance==null){
			instance=new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

优点:在多线程的情形下保证懒汉式的线程安全。

缺点:因为加锁所以效率很低,显然不是最佳方案。

实现方法四:DCL双检查锁机制(DCL:double checked locking)

/**
 * @author 坏小孩
 * 单例设计模式(线程安全懒汉式)
 */
public class Singleton {
	//条件一:构造方法私有化
	private Singleton(){
		System.out.println("对象创建");
	}
	//条件二: 创建私有化成员变量
	private static 	Singleton instance;

	//条件三 :对外提供加锁的静态访问方法
	public static   Singleton getInstance() {
		// 第一次检查instance是否被实例化出来,如果没有进入if块
		if(instance==null){
			 // 某个线程取得了类锁,实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来,如果没有,才最终实例出对象
			synchronized(Singleton.class){
				if(instance==null){
					instance=new Singleton();
				}
			}
		}
		return instance;
	}
}

方法四算是单例模式的最佳实现方式。内存占用率低,效率高,线程安全,多线程操作原

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