【Java】单例设计模式

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#Java学习笔记 #java #对象 #线程安全

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一、什么是单例设计模式

单例模式是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例类的特殊类。通过单例模式可以保

证系统中一个类只有一个实例而且该实例易于外界访问，从而方便对实例个数的控制并节约系统资源。简单的说来

就是：确保一个类中只有唯一的实例，并提供给外界访问！

对于系统中的某些类来说，只有一个实例很重要，例如，一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在

工作的任务；一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统；一个系统只能有一个计时工具或ID(序号)生成器。如在

Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化，将弹出多个窗口，如果这些窗口

显示的内容完全一致，则是重复对象，浪费内存资源；如果这些窗口显示的内容不一致，则意味着在某一瞬间系统

有多个状态，与实际不符，也会给用户带来误解，不知道哪一个才是真实的状态。因此有时确保系统中某个对象的

唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。

单例模式有如下特点：

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。

从具体实现角度来说，就是以下三点：

一是单例模式的类只提供私有的构造函数，

二是类定义中含有一个该类的静态私有对象，

三是该类提供了一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象。

单例设计模式因为能阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例，并且因为

类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。

二、单例模式的种类

java中有23中设计模式

java中单例模式的运用即节约了内存，又解决了当实例存在多个会引起程序逻辑错误的应用程序问题。

1、恶汉式单例

<span style="font-size:14px;">class Single{
       //类已加载，对象就已经存在了
       private static Single s = new Single();

       private Single(){}

       public static Single getInstance(){
             return s ;
      }
}

class SingleDemo{
       public static void main(String[] args){
            Single s1 = Single.getInstance();
            Single s2 = Single. getInstance();
            System.out.println(s1 == s2);
      }
}</span><span style="font-size:18px;"><strong>
</strong></span>

此实现是线程安全的，多个线程进行访问时不会实例化多个对象，因为static属性只会被初始化一次，缺点是无论是否用到该实例都会被初始化，无故的开销变大。

P.S.
之所以不用Single.s;的方式获取Single对象，而采用getInstance获取是因为在getInstance方法中我们可以做一些判断来决定是否返回Single的对象，也就是实现了对单例对象的可控。所以，给Single的构造方法加上了private限制，禁止使用者直接采用Single.s的方式获取。

2、懒汉式单例

<span style="font-size:14px;">class Single{
       //类加载进来，没有对象，只有调用了getInstance方法时，才会创建对象
       //延迟加载形式
       private static Single s = null;

       private Single(){}

       public static Single getInstance(){
             if(s == null)
                   s = new Single();
             return s ;
      }
}

class SingleDemo{
       public static void main(String[] args){
            Single s1 = Single. getInstance();
            Single s2 = Single. getInstance();
            System.out.println(s1 == s2);
      }
}</span><span style="font-size:18px;"><strong>
</strong></span>

三、懒汉式和恶汉式单例的区别：

1、线程安全：

饿汉式是线程安全的，直接用于多线程也不会出现问题，懒汉式就不行，它是线程不安全的，如果用于多线程可能会被实例化多次，失去单例的作用。

如果要把懒汉式用于多线程，有两种方式保证安全性，一种是在getInstance方法上加同步，另一种是在使用该单例方法前后加双锁。

2、资源加载：

饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，会占据一定的内存，相应的在调用时速度也会更快，

而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次掉用时要初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟。

四、懒汉式的同步优化：

<span style="font-size:14px;">class Single{
	
	//静态私有的成员变量
    private static Single s = null;
    
    // 私有构造方法
    private Single(){}
    
    
    public static Single getInstance(){
    	
            if(s==null){
            	
            		//懒汉式多线程容易出问题  ，加双重判断解决了这个问题
                    synchronized (s) {
                    	
                            if(s==null)
                            	s  =new Single();                        
                    }
            }
            return  s;
    }
    
}</span>

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