Java第一设计模式:单例设计模式

单例设计模式:

保证一个类仅有一个实例,即该类的实例对象在内存中只有一个地址,并提供一个访问它的全局访问点。
一般用于工具类,实现步骤可概括为以下三步:

       1、构造方法私有化

       2、声明一个本类对象

       3、给外部提供一个静态方法获取对象实例

有两种实现方式:

     1、饿汉式(占用内存时间长,效率高,不建议采用)

     2、懒汉式(占用内存时间短,效率低,建议采用)

     文章最后还会提供懒汉式单例设计模式的优化方案、静态内部类的优化方案、枚举的单例方案。

1、饿汉式(占用内存时间长,效率高,不建议采用)

class Singleton1{

   private Singleton1(){};//构造方法私有化
   private static Singleton1 ss = new Singleton1();//声明一个本类对象,马上实例化

   //主函数当中使用此类的getInstance()函数,即可得到系统当前已经实例化的该类对象,
   //若当前系统还没有实例化过这个类的对象,则调用此类的构造函数
   public static Singleton1 getInstance(){ //给外部提供一个静态方法

       return ss;
   }
}    
//main方法中直接调用类的getInstance()方法即可
Singleton1 s1 = Singleton1.getInstance();

2、懒汉式(占用内存时间短,效率低,建议采用)

class Singleton2{

   private Singleton2(){}
   private static Singleton2 ss;//声明一个对象,不马上实例化
   public static Singleton2 getInstance(){
       if(null == ss){     //如果该对象还没有被实例化过,再进行实例化
           ss = new Singleton2();
       }
       return  ss;
   }
}
//main方法中直接调用类的getInstance()方法即可
Singleton1 s1 = Singleton1.getInstance();

3、单例设计模式优化
(1)解决多线程安全问题;
(2)加上volatile关键字保证变量一致性;
(3)防止反射调用私有方法;
(4)让单例可以被序列化

class Singleton implements Serializable{ //实现第(4)点

    private volatile static Singleton ss = null;//实现第(2)点
    private Singleton(){
        //实现第(3)点
        if(null != ss){
            throw new RuntimeException("此类对象为单例模式,已经被实例化");
        }
    }

    public static Singleton getInstance(){  //同步代码块与双重判断实现第(1)点
        if(null == ss){
            synchronized (Singleton.class){
                if(null == ss){
                    ss = new Singleton();
                }
            }

        }
        return  ss;
    }
}
//main方法中直接调用类的getInstance()方法即可
Singleton ss = Singleton.getInstance();

4、静态内部类单例
*单例采用静态内部类的方式,是最完美的
JVM保证单例
加载外部类时不会加载内部类,这样就可以实现懒加载,且没有现成安全问题

public class SingletonPattern {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            //只有一句话,lamba的{}可以省略
            new Thread(() ->
                System.out.println(Singleton.getInstance().hashCode())
            ).start();
        }
    }
}

class Singleton{
    private Singleton(){}

    private static class SingletonInner{
        private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInner.INSTANCE;
    }
}

5、枚举类实现单例
Java创始人推荐的方式
用枚举的方式,不仅可以解决线程同步问题。
还可以防止反序列化,因为枚举类没有构造方法,反射无法通过.class文件new对象

public enum SingletonEnum {

    INSTANCE;
    
    public void m(){}
    
    public static void main(String[] args){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            //只有一句话,lamba的{}可以省略
            new Thread(() ->
                    System.out.println(SingletonEnum.INSTANCE.hashCode())
            ).start();
        }
    }
}
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