浅谈Java中几种常用设计模式之单例模式

一、单例模式

       是Java多种设计模式中较为常用的一种，在它的核心结构中只包含了一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类只有一个实例。

二、模式要求

1、自己的构造方法必须私有化

2、类的内部自己创建一个自己唯一的实例

3、要提供一个公开的静态方法供其他对象获取该实例

三、几种实现方式

饿汉式

public class Simple {
private static Simple simple = new Simple();
private Simple() {
}
public static Simple getInstance() {
return simple;
}
}

这种实现方式在类加载时进行实例化，没有延迟加载，是线程安全的。

懒汉式

public class Slacker {
private static volatile Slacker slacker = null;
private Slacker() {
}
/**
* 最简单的懒汉式实现
* @return
*/
public static Slacker getInstance() {
if(slacker == null) {
slacker = new Slacker();
}
return slacker;
}
}

这种实现方式是最基本的实现，最大的问题是不支持多线程，并发访问方法会获得不止一个实例，所以严格来讲不是单例模式。

public class Slacker {
//volatile关键字的作用
//1、保证内存可见性:保证每个线程访问volatile修饰的共享变量时获取到的都是最新的。
//2、防止指令重排序--通过内存屏障实现
private static volatile Slacker slacker = null;
private Slacker() {
}
/**
* 加synchronized关键字解决线程同步问题
* @return
*/
public static synchronized Slacker getInstanceSync() {
if(slacker == null) {
slacker = new Slacker();
}
return slacker;
}
}

这种通过在方法上加synchronized锁实现的方式，可以解决线程并发访问的问题，实现单例，但是加锁后会影响效率，所以往往不这样使用。

双重检查锁

public class Slacker {
//volatile关键字的作用
//1、保证内存可见性:保证每个线程访问volatile修饰的共享变量时获取到的都是最新的。
//2、防止指令重排序--通过内存屏障实现
private static volatile Slacker slacker = null;
private Slacker() {
}
/**
* 双重检查锁解决线程同步问题
* @return
*/
public static Slacker getInstanceDoubleLock() {
if(slacker == null) {
synchronized (Slacker.class) {
if(slacker == null) {
slacker = new Slacker();
}
}
}
return slacker;
}
}

这种方式采用双锁机制，能够适应多线程并发访问的情况，且能保持高性能。

静态内部类实现

/**
* 静态内部类方式实现单例模式
*
* 当StaticInnerClass第一次被加载时，并不需要去加载StaticInnerClassHoler，只有当getInstance()方法第一次被调用时，
* 才会去初始化staticInnerClass,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载StaticInnerClassHoler类，这种方法不仅能
* 确保线程安全，也能保证单例的唯一性，同时也延迟了单例的实例化。
*
* @author chenf
*
*/
public class StaticInnerClass {
private StaticInnerClass() {
}
// 静态内部类
private static class StaticInnerClassHoler {
// 在静态内部类中定义外部类的实例
private static StaticInnerClass staticInnerClass = new StaticInnerClass();
}
/**
* 获取时调用静态内部类的类属性获取外部类的实例
*
* @return
*/
public static StaticInnerClass getInstance() {
return StaticInnerClassHoler.staticInnerClass;
}
}

这种方式不仅可以实现多线程的安全访问，同时还可以使用内部类加载机制达到延迟加载的目的。

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