设计模式||单例模式（含代码样例）

目录

什么是单例模式？

单例模式通常步骤实现

单例模式的主要特点

 单例模式的几种设计模式

1.懒汉式：线程不安全

2.懒汉式：线程安全

3.饿汉式

4.双重校验锁

5.登记式/静态内部类

6.枚举

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参考链接：单例模式 | 菜鸟教程 (runoob.com)

什么是单例模式？

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点以供外部代码使用。

单例模式通常步骤实现

1. 将该类的构造函数私有化，使其不能通过常规的方式实例化对象。
2. 在该类中定义一个私有的静态成员变量，用于保存类的唯一实例。
3. 提供一个公共的静态方法，允许外部代码获取该类的唯一实例。如果该实例不存在，该方法将负责创建实例，并将其保存在静态成员变量中；如果实例已存在，则直接返回该实例。

单例模式的主要特点

1. 保证了类只有一个实例。由于只有一个实例存在，因此可以避免多个实例之间的冲突。
2. 提供了一个全局访问点。通过单例模式，可以在任何需要时访问该类的唯一实例，方便调用和使用。

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）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

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。

 单例模式的几种设计模式

1.懒汉式：线程不安全

这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式

public class Lazy1 {
    private Lazy1(){}
    private static Lazy1 lazy1;
    public static Lazy1 getLazy1(){
        if(lazy1==null){
            lazy1 = new Lazy1();
        }
        return lazy1;
    }
    public void sayHello(){
        System.out.println("hello word");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Lazy1 lazy1 = Lazy1.getLazy1();
        lazy1.sayHello();
    }
}

 

 

2.懒汉式：线程安全

这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。

public class Lazy1 {
    private Lazy1(){}
    private static Lazy1 lazy1;
    public static synchronized Lazy1 getLazy1(){
        if(lazy1==null){
            lazy1 = new Lazy1();
        }
        return lazy1;
    }
    public void sayHello(){
        System.out.println("hello word");
    }
}

3.饿汉式

这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

public class EHan {
    private EHan(){}
    private static EHan eHan = new EHan();
    public static EHan getEHan(){
        return eHan;
    }
    public void syHello(){
        System.out.println("hello word");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Lazy1 lazy1 = Lazy1.getLazy1();
        lazy1.sayHello();
 
        EHan eHan = EHan.getEHan();
        eHan.syHello();
    }
}

 

 

4.双重校验锁

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。

public class DoubleLock {
    private static volatile DoubleLock doubleLock;
    private DoubleLock(){}
    public static DoubleLock getDoubleLock(){
        if(doubleLock==null){
            synchronized (DoubleLock.class){
                doubleLock = new DoubleLock();
            }
        }
        return doubleLock;
    }
    public void sayHello(){
        System.out.println("hello word");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Lazy1 lazy1 = Lazy1.getLazy1();
        lazy1.sayHello();
 
        EHan eHan = EHan.getEHan();
        eHan.syHello();
 
        DoubleLock.getDoubleLock().sayHello();
    }
}

 

5.登记式/静态内部类

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。

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

6.枚举

这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void sayHello() {
        System.out.println("hello ");
    }
}

 

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Lazy1 lazy1 = Lazy1.getLazy1();
        lazy1.sayHello();
 
        EHan eHan = EHan.getEHan();
        eHan.syHello();
 
        DoubleLock.getDoubleLock().sayHello();
 
        Singleton.INSTANCE.sayHello();
    }
}