设计模式之单件模式(Singleton Pattern)
一.单件模式是什么?
单件模式也被称为单例模式,它的作用说白了就是为了确保“该类的实例只有一个”
单件模式经常被用来管理资源敏感的对象,比如:数据库连接对象、注册表对象、线程池对象等等,这种对象如果同时存在多个的话就会造成各种不一致的麻烦(你总不希望发生数据库重复连接的异常吧)
二.如何保证类的实例只有一个?
(这个问题看似简单,但如果没有接触过单件模式的话,要自己想出来解决方案还是需要一些天赋的。。不信的话,可以试着想想。。)
1.类的实例可能只有一个吗?貌似只要知道类名就可以随便new了吧?
当然可以,知道类名的话,确实可以调用其构造方法来new实例,但是,注意一点:这个类必须要有公开的构造方法才能从外部new实例,不是吗?
2.那就是说要保证类的实例只有一个的话,这个类不能有公开的构造方法,对吧?
没错,就是这样,我们需要定义一个私有的构造方法
3.一个没有公开构造方法的类能够产生实例吗?如果构造方法是private,那么只有该类的实例才能调用这个构造方法,同样的要调用这个构造方法才能产生该类的实例。。这不是“鸡生蛋,蛋生鸡。。”的问题吗?
用私有的构造方法当然可以生产实例,上面忽略了一点:并不是“只有该类的实例才能调用这个构造方法”
因为在该类内部就可以随便调用这个私有的构造方法,并不需要创建任何实例
-------
有了上面的讨论结果,我们就可以实现经典的单件模式了:
package SingletonPattern;/*** @author ayqy* 最经典的单件模式*/
public class Singleton {private static Singleton instance;//定义静态实例变量/*** 定义私有构造方法,防止从外部new实例*/private Singleton(){//初始化操作}/*** 提供全局访问点* @return 该类的实例*/public static Singleton getInstance(){if(instance == null)instance = new Singleton();return instance;}/** 其它有用的属性和行为* 毕竟应用了单件模式的类仍然具有原本的功能* */
}
注意:一定要清楚最后一点,应用了单件模式的类并不应该丧失其原本的功能,千万不能为了使用而使用
三.继续思考我们的单件模式
我们的单件模式已经万无一失了吗?
不,它还存在很多问题,比如:
1.多线程环境下
2.多个class loader环境下
我们无法保证产生的实例只有一个,对吧?
但是作为一种成熟的设计模式,单件模式必须要能从容应对这些环境,所以,接下来我们将讨论如何应对这些环境
四.多线程环境下的单件模式
如何在多线程环境下保证实例的唯一性?
很容易想到用synchronized关键字来保证线程安全,就像这样:
/*** 提供全局访问点* @return 该类的实例*/
public static synchronized Singleton getInstance(){if(instance == null)instance = new Singleton();return instance;
}
我们把getInstance方法定义为同步方法就保证了不会有多个线程同时进入该方法,就不会产生不同的实例了
-------
但是上面的方法存在致命的问题:用synchronized关键字同步方法会极大的降低效率(同步一个方法甚至可能造成百倍的效率下降。。),这会拖垮我们的程序
有什么好的改进方法呢?
首先,上面的同步块是整个getIntance方法,每次调用该方法都会强制进入同步机制,但仔细一想,我们只在第一此调用该方法时需要进行同步(第一次new对象),之后的调用直接返回new好的对象就好了
那么,我们的改进方案就是:用双重加锁实现只在第一次new对象时进行同步
package SingletonPattern;/*** @author ayqy* 多线程下的单件模式2——利用双重加锁保证只在实例化变量的时候进行同步*/
public class DoubleLockSingleton {private static volatile DoubleLockSingleton instance;//定义静态实例变量/*** 定义私有构造方法,防止从外部new实例*/private DoubleLockSingleton(){//初始化操作}/*** 提供全局访问点* @return 该类的实例*/public static DoubleLockSingleton getInstance(){if(instance == null)synchronized(DoubleLockSingleton.class){//进入同步块if(instance == null)//再次判空instance = new DoubleLockSingleton();}return instance;}/** 其它有用的属性和行为* 毕竟应用了单件模式的类仍然具有原本的功能* */
}
注意:双重加锁体现在volatile关键字(告诉编译器,这个变量不能被保留副本,一旦发生变动就会强制写回,避免了不一致)和synchronized修饰的同步块
但要明白这样做的代价,volatile关键字也会告诉编译器,不要对该对象进行编译优化
只看第一次new对象的过程的话,双重加锁的效率甚至要比同步方法更低,但在双重加锁方式在以后的调用中不再需要进行同步,所以长远看来双重加锁的效率要高于同步方法
-------
有没有一种方法不需要使用龟速的同步机制就能保证线程安全呢?如果有的话,绝对能够大大提高效率,对吧?
当然有,这种方法叫做“急切初始化”(顺便提一下,开篇提到的“经典单件模式”其实用了“延迟初始化”的方法。。很简单,不必解释),一起看看吧:
package SingletonPattern;/*** @author ayqy* 多线程环境下的单件模式——用“急切初始化”来保证线程安全*/
public class EagerlyInitSingleton {private static EagerlyInitSingleton instance = new EagerlyInitSingleton();//定义静态实例变量,并在类加载的时候就进行初始化操作/*** 定义私有构造方法,防止从外部new实例*/private EagerlyInitSingleton(){//初始化操作}/*** 提供全局访问点* @return 该类的实例*/public static synchronized EagerlyInitSingleton getInstance(){return instance;}/** 其它有用的属性和行为* 毕竟应用了单件模式的类仍然具有原本的功能* */
}
额,这也能叫方法吗?这么做貌似不和标准吧?
没关系,这种方法自然有它的优点,比如:
1.效率很高,且线程安全
2.简单易用,什么都不用考虑,甚至不用判断
但其致命的缺点是:资源浪费问题,如果这个对象是一个巨大的极其耗费资源的对象,而我们在一开始就创建了它,却迟迟没有用到,这将是非常伤的。。
-------
上面提到了三种保证线程同步的方式,如何选择必须要结合具体情况来定,应综合考虑效率,资源利用等各个因素
五.多个class loader环境下的单件模式
如果存在多个类加载器,多个类加载器可能同时加载我们的单件类,从而产生多个实例
对于这种情况,我们可以显式指定使用哪一个class loader来加载单件类,这样就有效避免了上述问题
六.总结
应用单件模式可以保证对象的唯一性,但要注意单件模式的适用范围
不应该滥用单件模式,因为毕竟需要管理的资源敏感对象不会很多
转载于:https://www.cnblogs.com/ayqy/p/3962910.html
设计模式之单件模式(Singleton Pattern)相关推荐
- 11单件模式(Singleton Pattern)
创建型模式---单件模式(Singleton Pattern) 动机(Motivation): 在软件系统中,经常有这样一些特殊的类,必须保证它们在系统中只存在一个实例,才能确保它们的逻辑正确 ...
- 单件模式Singleton Pattern
单件模式:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点. 一般思路: 问题: 当为多线程时,可能会创建两个或多个实例,如: 解决方案一:同步,但会降低性能 方法二:使用"急切"创建 ...
- 单件模式 Single Pattern HeadFirst学习系列
单件模式 Single Pattern 独一无二的对象 定义:单件模式确保程序中一个类最多只有一个实例,并提供全局访问. 实现单件模式需要私有的构造器.一个静态方法和一个静态变量. 确定在性能和资 ...
- 乐在其中设计模式(C#) - 提供者模式(Provider Pattern)
原文:乐在其中设计模式(C#) - 提供者模式(Provider Pattern) [索引页] [源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 提供者模式(Provider Pattern) 作者:web ...
- 乐在其中设计模式(C#) - 原型模式(Prototype Pattern)
[索引页] [源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 原型模式(Prototype Pattern) 作者:webabcd 介绍 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这个原型来创建新的对象. ...
- 乐在其中设计模式(C#) - 命令模式(Command Pattern)
原文:乐在其中设计模式(C#) - 命令模式(Command Pattern) [索引页] [源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 命令模式(Command Pattern) 作者:webabcd ...
- java 访客模式,设计模式 - 访客模式( Visitor Pattern)
设计模式 - 访客模式( Visitor Pattern) 在Visitor模式中,我们使用一个访问者类来更改元素类的执行算法. 通过这种方式,元素的执行算法可以随着访问者的变化而变化. 此模式属于行 ...
- 如何让孩子爱上设计模式 ——11.外观模式(Facade Pattern)
如何让孩子爱上设计模式 --11.外观模式(Facade Pattern) 标签: 设计模式初涉 场景引入 相信各位玩过LOL英雄联盟游戏的童鞋,对下面两个英雄都不会陌生吧: 分别是瑞雯和 ...
- 如何让孩子爱上设计模式 ——10.桥接模式(Bridge Pattern)
如何让孩子爱上设计模式 --10.桥接模式(Bridge Pattern) 标签: 设计模式初涉 我有故事,你有酒吗?这年头写个技术文不讲个故事都不行,行,我讲: 还有发现很多的技术博文都开始有喜欢往 ...
最新文章
- 线性代数与矩阵论 定理 1.5.6 拉格朗日插值公式
- 学习旧岛小程序 (2) 自定义组件
- session outline for different culture
- lua实现多继承-方式1
- Segment,Path,Ring和Polyline对象
- 【牛客NOIP模拟】牛半仙的魔塔(增强版)【贪心】【并查集】
- 发送广播BroadcastReceiver
- 卖身字节跳动的互动百科或被改名
- 33 个 JavaScript 核心概念系列(四): == 与 ===
- java线程跟多线程
- RK平台LCD调试说明
- 软件项目管理课程总结
- 2022全新车型汽车配置参数数据库大全
- 方正飞鸿中间件大赛落幕 大学生项目获收购
- python实现税后工资_python税后工资计算器
- ptp精准时间协议_精确时间协议PTP研究
- 【UIAutomator2】实现微信自动加好友功能
- 关于三极管,我忽视了两点
- android目录结构
- 【良心】C语言零基础学习,C语言初学者入门基础知识讲解
热门文章
- android 在什么情况下会主动gc_Python 什么情况下会生成 pyc 文件?
- 合工大850参考书_合肥工业大学计算机考研850上岸经验分享
- java fx choicebox_JavaFX:具有图像和文本的ChoiceBox
- 怎样删去csv中重复行_4个锦囊,祝你快速删去Excel中的重复数据
- go环境搭建_学习的golang第一步,搭建我们运行的环境,go! go! go
- tensorflow 小于_坐姿不对,屏幕就变模糊!教你用TensorFlow做一款“隐形背背佳”...
- 【渝粤题库】国家开放大学2021春1708农业产业发展规划题目
- zigbee协议技术无线模块对智能家居市场前景分析
- 成都亿佰特物联网无线数传专家:lora无线传输模块网关技术的优缺点
- 百分制转化为五级制java_javav 的日志-编写存储过程,将百分制成绩,转换成绩等级’A’,’B’,’C’,’D’,’E’...