设计及模式之单例模式

最新推荐文章于 2025-03-09 19:21:27 发布

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本文探讨了设计模式中的单例模式，详细阐述了单例模式的适用场景，包括控制资源使用、节约资源和数据共享。文章通过三个阶段讲解了单例模式的实现，从简单但存在线程安全问题的实现，到使用`synchronized`关键字解决并发问题，最后提出了一种优化的单例模式实现，以提高性能。

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前言

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。这样的模式有几个好处：

1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。

2、有些类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。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

单例主要适用于以下三个方面：

1、控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问（比如线程导入学籍，控制导入成功的数据）

2、控制实例的产生，以达到节约资源的目的

3、控制数据的共享，在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的进程或线程之间实现通信（启动的时候就开始，比如数据源的配置）

1、简单的单例模式（有缺陷）


package com.hlj.designpatterns.Singleton.one;
/** 
 * @author 作者 HealerJean
 * @version 创建时间：2017年9月26日 上午9:57:27 
 * 类说明 
 */
public class Singleton {  
	  
    /* 持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载 */   
    private static Singleton instance = null;  
  
    /* 私有构造方法，防止被实例化 */  
    private Singleton() {  
    }  
  
    /* 1、静态工程方法，创建实例 */  
     public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
    }  
   }

1.1、解释：

这个类可以满足基本要求，但是，像这样毫无线程安全保护的类，如果我们把它放入多线程的环境下，肯定就会出现问题了，如何解决？我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字，如下：

2、synchronized 上锁

public static synchronized Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
}

2.1、解释：

但是，synchronized关键字锁住的是这个对象，这样的用法，在性能上会有所下降，因为每次调用getInstance()，都要对对象上锁，事实上，只有在第一次创建对象的时候需要加锁，之后就不需要了，所以，这个地方需要改进。我们改成下面这个：

3、最终的单例模式


public class SingletonFinal {  
	  
    private static SingletonFinal instance = null;  
  
    private SingletonFinal() {  
    }  
  
    private static synchronized void syncInit() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new SingletonFinal();  
        }  
    }  
  
    public static SingletonFinal getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            syncInit();  
        }  
        return instance;  
    }  
}