单例模式详解-优快云博客

总结

单例类只有一个实例
实例必须有自身创建
单例类中的成员无需是静态的，因为全局只有其一个实例

介绍

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。
关键代码：构造函数是私有的。
优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
使用场景： 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

单例模式的两种实用的实现方式

双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）

JDK 版本：JDK1.5 起

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：是

实现难度：较复杂

描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。 getInstance() 的性能对应用程序很关键。

代码实例：

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  
        synchronized (Singleton.class) {  
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}  
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注：

volatile是为了提醒编译器，被修饰变量可能会随时变化，每次读值时都需要从主线程取值，改变其值时，也要同步到主线程，保证每次读到的值都是当前的正确值；
延迟加载也称为惰性加载，即在需要时才进行加载，不进行预加载。例如长网页中延迟加载图像。用户滚动到它们之前，视口外的图像不会加载。这与图像预加载相反，在长网页上使用延迟加载将使网页加载更快。在某些情况下，它还可以帮助减少服务器负载。

登记式/静态内部类

使用静态内部类实现

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：是

实现难度：一般

描述：这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。这种方式同样利用了 classloder 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 3 种方式不同的是：第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。想象一下，如果实例化 instance 很消耗资源，所以想让它延迟加载，另外一方面，又不希望在 Singleton 类加载时就实例化，因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。

代码实例：

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}   
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测试

Singleton.java

public class Singleton {

    //内部成员无需static，因为全局只有一个实例
    private int count;
    
    //静态内部类，当外部加载时，内部类不会加载，只有显示调用时，才会加载
    //符合LazyLoading
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    
    //构造函数私有化，在类外部无法进行实例创建
    private Singleton() {
        System.out.println("创建了");
        count = 1;
    }
    
    //获取实例
    public static Singleton getInstance() {
        //获得实例
        Singleton singleton=SingletonHolder.INSTANCE;
        //打印当前计数值
        System.out.print(singleton.getCount()+" ");
        //计数
        singleton.Count();
        //返回单例
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
  
    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void Count() {
        count++;
    }
}
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SingletonPatternDemo.java

public class SingletonPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //不合法的构造函数
        //编译时错误：构造函数 Singleton() 是不可见的
        //Singleton object = new Singleton();

        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    super.run();
                    Singleton.getInstance();
                }
            }.run();
        }
    }
}

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结果

创建了
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 
Process finished with exit code 0
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设计模式之单例模式

总结

介绍

单例模式的两种实用的实现方式

双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）

登记式/静态内部类

测试

参考