单例模式

单例模式

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特点

  • 单例类只有一个实例对象
  • 该单例对象必须由单例类自行创建
  • 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点

如果你的代码能够访问单例类, 那它就能调用单例类的静态方法。 无论何时调用该方法, 它总是会返回相同的对象。

优点和缺点

单例模式的优点:

  • 单例模式可以保证内存里只有一个实例,减少了内存的开销。
  • 可以避免对资源的多重占用。
  • 单例模式设置全局访问点,可以优化和共享资源的访问。

单例模式的缺点:

  • 单例模式一般没有接口,扩展困难。如果要扩展,则除了修改原来的代码,没有第二种途径,违背开闭原则。
  • 在并发测试中,单例模式不利于代码调试。在调试过程中,如果单例中的代码没有执行完,也不能模拟生成一个新的对象。
  • 单例模式的功能代码通常写在一个类中,如果功能设计不合理,则很容易违背单一职责原则。

应用场景

对于 Java 来说,单例模式可以保证在一个 JVM 中只存在单一实例。单例模式的应用场景主要有以下几个方面。

  • 需要频繁创建的一些类,使用单例可以降低系统的内存压力,减少 GC。
  • 某类只要求生成一个对象的时候,如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
  • 某些类创建实例时占用资源较多,或实例化耗时较长,且经常使用。
  • 某类需要频繁实例化,而创建的对象又频繁被销毁的时候,如多线程的线程池、网络连接池等。
  • 频繁访问数据库或文件的对象。
  • 对于一些控制硬件级别的操作,或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作,如果有多个实例,则系统会完全乱套。
  • 当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象,共享该对象可以节省内存,并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。

实现

懒汉式

第一次调用才会创建对象

懒汉式本身是非线程安全的,为了实现线程安全,可以在方法上加上 synchronized

/**
 * @author c
 * @create: 2021-04-10 04:47
 * 懒汉式  在调用的时候才创建对象
 */
public class Dog {

    /**
     *保证dog在所有线程同步
     */
    private static volatile Dog dog = null;

    /**
     *私有化无惨构造,避免在外部被实例化
     */
    private Dog(){

    }

    /**
     * 提供获取  
     * 双重监察锁 DCL懒汉式
     * @return dog
     */
    public static Dog getDog(){
        if (dog==null){
            synchronized (Dog.class){
                if (dog==null){
                    dog= new Dog();
                }
            }
        }
        return dog;
    }
  

饿汉式

饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题

它基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题,在类装载时就实例化

/**
 * @author c
 * @create: 2021-04-10 04:56
 *
 * 饿汉式->类加载时就创建对象
 */
public class Cat {

    /**
     * 使用final修饰,并且直接创建对象直接创建对象
     */
    private static final Cat cat = new Cat();

    private Cat(){

    }

    public static Cat getCat(){
        return cat;
    }

}
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