Java设计模式--单例模式

1. 单例模式的引入class Singleton{ public void print() { System.out.println(单例模式); } }我们都知道默认情况下如果不写构造方法Singleton类中也会存在无参的构造方法而且是public的。如果使用private声明构造方法会有什么神奇的事情发生呢class Singleton{ private Singleton() {} //构造方法私有了 public void print() { System.out.println(单例模式); } }哈哈哈很神奇现在我们将无法在外部调用构造方法也就是此时的代码无法在外部进行实例化也就是说我们写了一个这样的阳台。那这么做才能让我们写的类能让外部访问呢分析一private只能在本类中被调用那么能不能在本类中准备好一个实例化对象呢class Singleton{ Singleton instance new Singleton();//instance有了 private Singleton() {} //构造方法私有了 public void print() { System.out.println(单例模式); } }分析二此时声明的instance属性是普通属性普通属性是需要在类实例化之后才能使用的但此时外部无法实例化对象于是考虑用static因为static声明的变量和方法存储在静态区不受到实例化对象控制。public class TestSingleton { public static void main(String[] args) { Singleton singleton null; singleton Singleton.instance; singleton.print(); } } class Singleton{ static Singleton instance new Singleton();//instance变成static的了 private Singleton() {} //构造方法私有了 public void print() { System.out.println(单例模式); } }分析三规范的代码中类中的属性就应该用private封装那么instance属性也应当使用private封装然后通过get方法去访问于是编写一个static方法public class TestSingleton { public static void main(String[] args) { Singleton singleton null; singleton Singleton.getSingleton(); singleton.print(); } } class Singleton{ private static Singleton instance new Singleton();//instance封装了 private Singleton() {} //构造方法私有了 public void print() { System.out.println(单例模式); } public static Singleton getSingleton() { return instance; } }分析四为了保证实例的唯一性那么久可以直接定义为finalpublic class TestSingleton { public static void main(String[] args) { Singleton singleton null; singleton Singleton.getSingleton(); singleton.print(); } } class Singleton{ private static final Singleton INSTANCE new Singleton();//instance变成一个常量了 private Singleton() {} //构造方法私有了 public void print() { System.out.println(单例模式); } public static Singleton getSingleton() { return INSTANCE; } }惊喜不惊喜意外不意外我们就这样不知不觉竟然写了一个单例模式2. 单例模式的特点单例模式的源头是构造方法私有化。所以外部无法产生新的实例化对象只能通过类提供的static方法获取类的唯一实例对象的引用。3. 单例模式的两类饿汉式和懒汉式--饿汉式无论有没有调用都进行实例化上面的代码就是饿汉式单例的实现--懒汉式在第一次使用的时候才进行实例化下面是懒汉式单例的实现public class TestSingleton { public static void main(String[] args) { Singleton singleton null; singleton Singleton.getSingleton(); singleton.print(); } } class Singleton{ private static Singleton instance; private Singleton() {} //构造方法私有了 public void print() { System.out.println(单例模式); } public static Singleton getSingleton() { //多线程情况下加synchronized if(instancenull) { instance new Singleton(); //需要的时候才进行实例化 } return instance; } }4. 拓展双重加锁机制和类级内部类4.1 双重加锁机制多线程情况下多线程懒汉模式每一次执行时都要进行同步和判断无疑会拖慢速度使用双重加锁机制正好可以解决这个问题class SLHanSingleCase{ private static volatile SLHanSingleCase singleCase null; private SLHanSingleCase(){} public static SLHanSingleCase getInstance(){ if( singleCase null ){ synchronized (SLHanSingleCase.class){ if( singleCase null ){ singleCase new SLHanSingleCase(); } } } return singleCase; } }双重加锁难道不是需要两个synchronized进行加锁的吗第一重判断如果单例已经存在那么就不再需要进行同步操作而是直接返回这个实例;如果没有创建才会进入同步块同步块的目的与之前相同目的是为了防止有两个调用同时进行时导致生成多个实例第二个重空判断的作用当多个线程一起到达锁位置时进行锁竞争其中一个线程获取锁如果是第一次进入则dl为null会进行单例对象的创建完成后释放锁其他线程获取锁后就会被空判断拦截直接返回已创建的单例对象。不论如何使用了双重加锁机制后程序的执行速度有了显著提升不必每次都同步加锁。4.2 类级内部类的方式*饿汉式会占用较多的空间因为其在类加载时就会完成实例化*懒汉式又存在执行速率慢的情况*双重加锁机制有执行效率差的毛病有没有一种完美的方式可以规避这些毛病呢貌似有的就是使用类级内部类结合多线程默认同步锁其实就是静态内部类同时实现延迟加载和线程安全不妨试试内机内部类。class ClassInnerClassSingleCase{ public static class SingleCaseHolder{ private static ClassInnerClassSingleCase singleCase new ClassInnerClassSingleCase(); } private ClassInnerClassSingleCase(){} public static ClassInnerClassSingleCase getInstance(){ return SingleCaseHolder.singleCase; } }5. 单例模式的使用场景Windows任务管理器、回收站网站的计数器一般也是采用单例模式实现否则难以同步。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。数据库软件系统中使用数据库连接池主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗这种效率上的损耗还是非常昂贵的因为何用单例模式来维护就可以大大降低这种损耗。多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。