Java static+private实现单例模式
1. 单例模式介绍
在Java中单例设计模式准确来说是,类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。
2. 实现思路
如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象,我们首先必须将类的构造器的访问权限设置为private
,这样,就不能用new操作符在类的外部产生类的对象了,但在类内部仍可以产生该类的对象。因为在类的外部开始还无法得到类的对象,只能调用该类的某个静态方法
以返回类内部创建的对象,静态方法只能访问类中的静态成员变量,所以,指向类内部产生的该类对象的变量也必须定义成静态的
。
3. 饿汉式
class Singleton {// 1.私有化构造器。private Singleton() {}// 2.内部提供一个当前类的实例。// 4.此实例也必须静态化,private才能保证不能被外部类调用,创建对象。private static Singleton single = new Singleton();// 3.提供公共的静态的方法,返回当前类的对象。声明为public给外部类使用。public static Singleton getInstance() {return single;}
}
4. 懒汉式
class Singleton {// 1.私有化构造器。private Singleton() {}// 2.内部提供一个当前类的实例。// 4.此实例也必须静态化。private static Singleton single;// 3.提供公共的静态的方法,返回当前类的对象。声明为public给外部类使用。public static Singleton getInstance() {if(single == null) {single = new Singleton();}return single;}
}
5. 解决懒汉式线程同步问题
6. 饿汉式 vs 懒汉式
饿汉式:
- 特点: 立即加载,即随着类的加载而创建(static特点)在使用类的时候已经将对象创建完毕。
- 优点: 线程安全。
- 缺点: 当类被加载的时候,会初始化static的实例,静态变量被创建并分配内存空间,从这以后,这个static的实例便一直占着这块内存,直到类被卸载时,静态变量被摧毁,并释放所占有的内存。因此在某些特定条件下会耗费内存。
懒汉式:
- 特点: 延迟加载,即在调用静态方法时实例才被创建。
- 优点: 当类被加载的时候,static的实例未被创建并分配内存空间,当静态方法第一次被调用时,初始化实例变量,并分配内存,因此在某些特定条件下会节约内存。
- 缺点: 在多线程环境中,这种实现方法是完全错误的,线程不安全,根本不能保证单例的唯一性。
- 因为如果多线程同时调用
getInstance()
方法,此时single == null
都成立,就会创建两个实例对象,违背了单例模式原则。
- 因为如果多线程同时调用
7. 单例模式的优点及应用场景
由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决。
应用场景:
- Windows的Task Manager (任务管理器)就是很典型的单例模式
- Windows的Recycle Bin (回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。
- Application 也是单例的典型应用
- 应用程序的日志应用,一般都使用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只
能有一个实例去操作,否则内容不好追加。 - 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。
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