单例设计模式
# 概念
设计模式是**在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。**设计模免去我们自己再思考和摸索。就像是经典的棋谱,不同的棋局,我们用不同的棋谱。套路。
所谓类的例(Singleton
)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。
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。
# 设计模式总览
单例模式只是设计模式的一种而已,其实还有很多设计模式:
创建型模式,共5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7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11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。
加上单例模式,设计模式一共有23种。
# 实现单例模式
如何实现单例模式?
有两种方式,一种是饿汉式,另一种是懒汉式。
# 饿汉式
1、新建一个类,私有化构造器
public class Bank {
/**
* 私有化构造器
*/
private Bank() {
}
}
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2、内部创建类的对象
private static Bank instance = new Bank();
3、提供公共的静态方法返回类的对象
public static Bank getInstance() {
return instance;
}
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完整代码:
public class Bank {
/**
* 私有化构造器
*/
private Bank() {
}
/**
* 内部创建类的对象
*/
private static Bank instance = new Bank();
/**
* 提供公共的静态方法返回类的对象
*/
public static Bank getInstance() {
return instance;
}
}
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3、查看地址值是否一致,是否为唯一
Bank bank1 = Bank.getInstance();
Bank bank2 = Bank.getInstance();
System.out.println(bank1 == bank2);
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结果返回true
# 懒汉式
1、私有化构造器
2、声明当前类的对象
3、提供公共的静态方法返回类的对象
public class Order {
/**
* 私有化类的构造器
*/
private Order() {
}
/**
* 声明当前类的对象
*/
private static Order instance = null;
/**
* 提供公共的静态方法返回类的对象
*/
public static Order getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Order();
}
return instance;
}
}
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测试一下
Order o1 = Order.getInstance();
Order o2 = Order.getInstance();
System.out.println(o1 == o2);
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返回true
饿汉式vs懒汉式
饿汉式,类加载就创建类的对象。
懒汉式,去获取对象的时候,如果对象为空才去创建。
饿汉式:
好处:线程安全。
坏处:对象加载时间过长
懒汉式:
好处:延迟对象的创建。
坏处:目前这种写法,线程不安全。(到多线程内容时,去修改)
在程序角度来看,懒汉式要好一点,因为它相当于饿汉式延迟去创建对象,当外部需要的时候才去创建对象。
但是从并发角度来看,是饿汉式好一点,当多个线程进来的时候,懒汉式可能会发生多次创建对象的事情,而饿汉式不会发生这样的事情,因为饿汉式只有类加载的时候,创建一次对象,类只加载一次。
# 单例模式优点
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。
举例:
java.lang.Runtime
# 应用场景
单例模式应用场景
- 网站的计数器,一般也是单例模式实现,否则难以同步。
- 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。
- 项目中,读取配置文件的类,一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据,都生成一个对象去读取。
- Application 也是单例的典型应用
- 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。
# 推荐书籍
- 大话设计模式
- 深入浅出设计模式