设计模式 之 —— 单例模式

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作者
猴君
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什么是单例模式?

定义

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

单例模式的优缺点

优点:

缺点:

适用场景:


什么是单例模式?

定义

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。

单例模式的主要特点

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。
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。

能够解决频繁创建和销毁全局使用的类实例的问题。(如果一个对象已经被创建了,那么以后每次请求该对象时,都会直接返回之前创建好的对象实例,避免了重复创建和销毁对象的开销,提高系统性能。)


 单例模式的几种设计模式

懒汉式:在首次使用时创建实例。

饿汉式:在类加载时就创建实例。

双重校验锁:采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。

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 LanHan {     private LanHan(){}     private static LanHan lanHan;     public static LanHan getLanHan(){         if(lanHan==null){             lanHan = new LanHan();         }         return lanHan;     }     public void sayHello(){         System.out.println("hello world");     } }
public class Test {     public static void main(String[] args) {         LanHan lanHan = LanHan.getLanHan();         lanHan.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 LanHan {     private LanHan(){}     private static LanHan lanHan;     public static synchronized LanHan getLanHan(){         if(lanHan==null){             lanHan = new LanHan();         }         return lanHan;     }     public void sayHello(){         System.out.println("hello world");     } }
public class Test {     public static void main(String[] args) {         LanHan lanHan = LanHan.getLanHan();         lanHan.sayHello();     } }

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 world");     } }
public class Test {     public static void main(String[] args) {         LanHan lanHan = LanHan.getLanHan();         lanHan.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 world");     } }
public class Test {     public static void main(String[] args) {         LanHan lanHan = LanHan.getLanHan();         lanHan.sayHello();          EHan eHan = EHan.getEHan();         eHan.syHello();          DoubleLock.getDoubleLock().sayHello();     } }

单例模式的优缺点

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。

适用场景:

需要全局访问和管理的资源,可以确保资源的唯一性和一致性。

例如:

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。

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