java设计模式—单例模式

本文详细介绍了Java中的单例模式,包括饿汉式、懒汉式和老汉式实例,并讨论了它们的实现原理和应用场景。通过实例演示,理解如何确保全局唯一对象,以及如何考虑线程安全和性能优化。

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(一)单例模式

                java中一共有23种设计模式 : 是开发人员根据不同的代码场景总结出来的不同的实现方法, 归纳为23种代码的设计方法, 单例模式就是其中的一种。

单例模式 : 在整个系统中,一个类型,只有一个对象,所有的场景下使用的都是同一个对象
单例模式的案例 :
        1)回收站——因为整个系统中只有一个回收站, 在任何的场景下删除文件,都是进入到这一个回收站中。
        2)任务管理器 —— ctrl+alt+delete 快捷键可以打开任务管理器, 系统中的所有的进程都在一个任务管理器中管理和展示。

解释:单例模式其实就是一个只能创建一个唯一对象的类     

         单例模式设计思路 :

  • 私有构造方法 【限制外界创建对象】
  • 在本类中创建出一个唯一的私有对象 【避免外界修改】
  • 对外提供唯一对象的公共访问方式

(二)格式

        1、饿汉式

                -私有的构造方法;

                -在类中创建唯一的使用private  static 修饰的对象

                -对唯一的对象提供对外公共访问方式

public class HungrySingleDemo {

    private HungrySingleDemo() {
    }
    //饿汉式--直接创建私有化的对象
    private static HungrySingleDemo hsd = new HungrySingleDemo();
    
    //提供访问方式
    public static HungrySingleDemo getInstance() {
        return hsd;
    }
}

访问:

public static void main(String[] args) {
        HungrySingleDemo instance = HungrySingleDemo.getInstance();
        System.out.println(instance);
    }

 2、懒汉式

        实现过程:       

                1、创建私有构造;

                2、在类型中声明一个私有的,静态的类型变量;

                3、提供对外的公共访问唯一对象的方法;
               
    注意:1)为了不重复执行创建对象,方法中需要判断对象的值不为null;
     
               2)为了多线程对象唯一,需要在方法中添加同步代码块,保证多线程也只有一个对象;

               ​​3)由于线程安全的同步代码块性能差,因此需要添加【 双重判断锁】。

public class LazySingleDemo {
    //提供私有构造
    private LazySingleDemo() {

    }

    //声明一个引用类型的变量
    private static LazySingleDemo lsd;

    //对外提供公共的访问方式
    public static LazySingleDemo show() {
        //为了解决线程安全问题每次进来都要去对锁进行判断  如果已经有对象 不需要去创建对象
        //【有对象就不在继续去创建单例的对象直接返回该对象,提升了代码执行效率】
        if(lsd == null) {
            synchronized("A") {
                if(lsd == null) {
                    lsd = new LazySingleDemo();
                }
            }
        }
        return lsd;
    }
}


public class DemoTest {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                LazySingleDemo show = LazySingleDemo.show();
                System.out.println(show);
            }
        }).start();
    }
}

        3、老汉式

        老汉式单例的实现:

                私有构造;类中提供以一个public static final 修饰的对象

package com.tlc.single;
/**
 * 单例模式之老汉式
 * @author 喵了个@汪
 *
 */

public class OlderSingleDemo {
	//私有构造
	private OlderSingleDemo() {
		
	}
	
	//提供唯一的对象的公共的访问方式
	public static final OlderSingleDemo osd = new OlderSingleDemo();

}

访问:

//访问方式:直接类名访问
		OlderSingleDemo osd = OlderSingleDemo.osd;

以上部分如有错误之处,欢迎各位大佬留言解释,谢谢! 

版权声明:本文为优快云博主「喵了个@汪」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44919512/article/details/119487021

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### Java 中的单例模式设计与实现 #### 单例模式的概念 单例模式是一种创建型设计模式,它确保某个类只有一个实例存在,并提供全局访问点来获取该实例。这种模式特别适用于那些只需要单一控制中心的应用场景。 #### 实现方式 ##### 饿汉式(Eager Initialization) 饿汉式的优点在于简单易懂,在类加载时就完成了初始化工作,因此不存在线程安全问题。 ```java public class EagerInitializedSingleton { private static final EagerInitializedSingleton instance = new EagerInitializedSingleton(); private EagerInitializedSingleton() {} public static EagerInitializedSingleton getInstance() { return instance; } } ``` ##### 懒汉式(Lazy Initialization) 懒汉式是在第一次调用 `getInstance()` 方法时才去创建对象,可以节省资源开销,但是需要考虑多线程环境下的安全性[^2]。 ```java public class LazyInitializedSingleton { private static LazyInitializedSingleton instance; private LazyInitializedSingleton() {} synchronized public static LazyInitializedSingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazyInitializedSingleton(); } return instance; } } ``` 为了提高性能并保持线程安全,通常会采用双重校验锁的方式优化懒汉式实现: ```java public class DoubleCheckedLockingSingleton { private volatile static DoubleCheckedLockingSingleton uniqueInstance; private DoubleCheckedLockingSingleton() {} public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() { if (uniqueInstance == null) { // First check before locking synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) { if (uniqueInstance == null) { // Second check after acquiring lock uniqueInstance = new DoubleCheckedLockingSingleton(); } } } return uniqueInstance; } } ``` ##### 枚举类型 枚举类型的实现不仅简洁而且天然具备序列化机制以及防止反序列化的特性,是最推荐的一种实现方法。 ```java public enum EnumSingleton { INSTANCE; public void someMethod(){ } } ``` ##### 内部静态辅助类法(Bill Pugh Singleton Implementation) 这种方法利用了JVM对于内部类加载的特点,既实现了延迟加载又解决了线程同步的问题。 ```java public class BillPughSingleton { private BillPughSingleton(){} private static class SingletonHelper{ private static final BillPughSingleton INSTANCE = new BillPughSingleton(); } public static BillPughSingleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` #### 使用案例 `java.lang.Runtime` 是 JDK 自带的一个典型应用例子,通过其唯一的运行时表示当前 JVM 的运行状态,并提供了许多有用的工具函数给开发者使用。可以通过 `getRuntime().availableProcessors()` 获取处理数量等操作[^1]。
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