设计模式之单例模式

最新推荐文章于 2024-10-23 22:17:36 发布

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本文详细介绍了单例模式的特点、应用场景以及不同实现方式，包括饿汉式、懒汉式和登记式单例，旨在加深对单例模式的理解。

设计模式是系统设计过程中，必须要考虑到的内容，设计模式总共包含23种，分为三类，分别是创建者模式，结构型模式和行为模式，本系列文章将详细介绍各个设计模式以及应用场景，加深笔者记忆。

闲话少续，正式开始

单例模式特点

单例模式的类只能自己创建自己的实例，并且只能创建一个实例，同时要想其他对象提供本实例。

单例模式应用范围

单例模式多应用在资源管理的业务场景中，可以避免状态的不一致，例如在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。还有在java.lang.Runtime中也使用了单例模式，每个Java程序，都会有一个Runtime类的单例，Runtime通过getRuntime方法来获取实例；

单例模式的经典实现

class Singleton{

private static Singleton instance = null;

private Singleton(){};

public Singleton getSingleton(){

if(instance == null){

instance = new Singleton();

return instance;

}

return instance;

}

}

通过private来实现单例模式，没什么好说的。特别注意一点，在java反射机制中，是可以实现private对象的类外实例化的，如果这样，那就没有单例模式这一说法了，这里姑且不考虑这种情形。

但是以上代码没有考虑线程安全问题，在并发下，很可能出现多个实例。

单例模式分类

单例模式分为三类：

饿汉式单例

//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化 
public class Singleton1 {
    //私有的默认构造子
    private Singleton1() {}
    //已经自行实例化 
    private static final Singleton1 single = new Singleton1();
    //静态工厂方法 
    public static Singleton1 getInstance() {
        return single;
    }
}

懒汉式单例

//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化 
public class Singleton2 {
    //私有的默认构造子
    private Singleton2() {}
    //注意，这里没有final    
    private static Singleton2 single=null;
    //静态工厂方法 
    public synchronized  static Singleton2 getInstance() {
         if (single == null) {  
             single = new Singleton2();
         }  
        return single;
    }
}

登记式单例

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
//登记式单例类.
//类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。
public class Singleton3 {
    private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();
    static{
        Singleton3 single = new Singleton3();
        map.put(single.getClass().getName(), single);
    }
    //保护的默认构造子
    protected Singleton3(){}
    //静态工厂方法,返还此类惟一的实例
    public static Singleton3 getInstance(String name) {
        if(name == null) {
            name = Singleton3.class.getName();
            System.out.println("name == null"+"--->name="+name);
        }
        if(map.get(name) == null) {
            try {
                map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());
            } catch (InstantiationException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return map.get(name);
    }
    //一个示意性的商业方法
    public String about() {    
        return "Hello, I am RegSingleton.";    
    }    
    public static void main(String[] args) {
        Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);
        System.out.println(single3.about());
    }
}