java设计模式-单例模式

最新推荐文章于 2024-11-13 10:22:53 发布

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本文详细介绍了单例模式的概念、用途及实现方式，包括饿汉式和懒汉式的具体代码实现，并探讨了不同实现方式下的线程安全性问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

设计模式（23种）分类：

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

单例模式：（注释：单例模式也称作单件模式）

1.定义单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

什么时候使用单例模式

线程池缓存对话框处理偏好设置和注册表的对象日志对象充当显示器打印机等设备驱动程序的对象。

单例模式有饿汉式和懒汉式

饿汉式代码：

**
 * 饿汉 ThreadSafe 关键点：静态变量初始化 浪费资源 天然线程安全 多线程环境下性能足够优秀
 */
public class SingletonHunger {

    /**
     * 类初始化(非实例化)时候创建对象，JVM 保证在任何线程访问该静态变量之前，一定会先创建此实例
     */
    private static final SingletonHunger SINGLETON = new SingletonHunger();

    private SingletonHunger() {
    }

    /**
     * 获取对象，返回唯一实例
     */
    public static SingletonHunger getInstance() {
        return SINGLETON;
    }

    public void usefulMethods() {
    }

}

懒汉式：


/**
 * 懒汉 UnThreadSafe 关键点：懒加载 线程不安全
 */
public class SingletonLazy {

    /**
     * 类加载时先不初始化对象
     */
    private static SingletonLazy singleton;

    private SingletonLazy() {
    }

    /**
     * 调用该方法时初始化对象
     */
    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new SingletonLazy();
        }
        return singleton;
    }

    public void usefulMethods() {
    }

}

懒汉式会导致线程不安全

懒汉变种一



/**
 * 懒汉-变种1 ThreadSafe 关键点：懒加载、同步 线程安全 性能不强
 */
public class SingletonLazy_1 {

    /**
     * 类加载时先不初始化对象
     */
    private static SingletonLazy_1 singleton = null;

    private SingletonLazy_1() {
    }

    /**
     * 调用该方法时初始化对象
     */
    public static synchronized SingletonLazy_1 getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new SingletonLazy_1();
        }
        return singleton;
    }

    public void usefulMethods() {
    }

}

懒汉式变种二：



/**
 * 懒汉-变种2 UnThreadSafe 关键点：懒加载、DoubleCheckLock 线程不安全
 */
public class SingletonLazy_2 {

    /**
     * 类加载时先不初始化对象
     */
    private static SingletonLazy_2 singleton = null;

    private SingletonLazy_2() {
    }

    /**
     * 调用该方法时初始化对象-双重检查锁-JDK 1.4版本及以下有些JVM无效
     * !!! 注意，这里的双重检查锁有可能失效，singleton 对象并未能保证一致性，可能出现半个对象的问题
     */
    public static SingletonLazy_2 getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (SingletonLazy_2.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new SingletonLazy_2();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }

    public void usefulMethods() {
    }

}

懒汉变种3

/**
 * 饱汉-变种3 ThreadSafe 关键点：懒加载、DoubleCheckLock、volatile关键字 线程安全 多线程环境下性能足够优秀
 */
public class SingletonLazy_3 {

    /**
     * 类加载时先不初始化对象
     * 注意 volatile 关键字，确保该对象一致性，才能保证该模式在多线程下的线程安全
     */
    private static volatile SingletonLazy_3 singleton = null;

    private SingletonLazy_3() {
    }

    /**
     * 调用该方法时初始化对象-双重检查锁-JDK 1.4版本及以下有些JVM无效
     */
    public static SingletonLazy_3 getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (SingletonLazy_3.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new SingletonLazy_3();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }

    public void usefulMethods() {
    }

}