Java單例模式的知識點詳解

更新時間：2020年02月19日 15:59:19 作者：盛夏群島

在本篇文章里小編給大家整理的是關(guān)于Java單例模式的知識點詳解，有興趣的朋友們可以學習參考下。

懶漢模式與餓漢模式

懶漢模式就是懶加載，用到的時候去加載，存在線程安全問題，需要手動地加鎖控制。它的優(yōu)點是類加載的速度比較快，按需加載，節(jié)省資源。

餓漢模式就是在類加載的時候會創(chuàng)建出實例。它天生就不存在線程安全問題。但是類加載的速度會變慢且耗費資源。

懶漢模式-單重檢查

示例代碼如下：

public class LazySingleton {

  private static LazySingleton singletoninstance = null;
  private Object data = new Object();

//私有化構(gòu)造方法
  private LazySingleton(){

  }
//加鎖訪問
  public static synchronized LazySingleton getInstance(){

    if(singletoninstance == null){
      singletoninstance = new LazySingleton();
    }
    return singletoninstance;
  }

  public Object getData() {
    return data;
  }

  public void setData(Object data) {
    this.data = data;
  }
}

測試代碼如下：

public class TestThread extends Thread {

  @Override
  public void run() {

    LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();
    System.out.println(instance.getData());
  }
}

public static void main(String[] args) {

    for(int i =0;i < 10;i++){
      TestThread t = new TestThread();
      t.start();
    }
  }
}

運行結(jié)果如下：

java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64
java.lang.Object@306d3b64

打印出同一個object對象，表明是從同一個LazySingleton對象中獲取的數(shù)據(jù)。

但是上述代碼存在一個顯著的問題：多個線程同時訪問getInstance()方法都是排隊式的，即使該instance已經(jīng)被創(chuàng)建的情況下。然而，如果該instance已經(jīng)被創(chuàng)建，是可以支持并發(fā)訪問的。需要對鎖的控制細粒度化。

懶漢模式-雙重檢查

public class LazySingleton {
//聲明為volatile變量
  private static volatile LazySingleton singletoninstance = null;
  private Object data = new Object();

  private LazySingleton(){

  }

  public static synchronized LazySingleton getInstance(){

    if(singletoninstance == null){
      synchronized (LazySingleton.class) {
        //這個第二重的的檢查是必要的
        if(singletoninstance == null)
          singletoninstance = new LazySingleton();
      }
    }
    return singletoninstance;
  }

  public Object getData() {
    return data;
  }

  public void setData(Object data) {
    this.data = data;
  }
}

第二重檢查是為了防止：

線程A發(fā)現(xiàn)instance未被創(chuàng)建，于是申請鎖，進入臨界區(qū)創(chuàng)建instance；于此同時另一個線程也發(fā)現(xiàn)instance未被創(chuàng)建，于是也要申請鎖去創(chuàng)建instance，問題就這樣發(fā)生了。而且，這個instance變量要被聲明為volatile，也就是其中一個線程對它就行修改之后（也就是實例化），這一修改立馬對其他線程可見，避免了無謂的等待。

檢查代碼同上，運行結(jié)果同上。

餓漢模式

public class HungerSingleton {

  private static final HungerSingleton singletoninstance = new HungerSingleton();
  private Object data = new Object();

  private HungerSingleton(){

  }

  public static HungerSingleton getInstance(){

    return singletoninstance;
  }

  public Object getData() {
    return data;
  }

  public void setData(Object data) {
    this.data = data;
  }

}

在加載該類的時候就立馬去實例化instance，不存在線程安全問題（由jvm保證線程安全問題），但是存在資源浪費、加載速度慢的問題。

檢查代碼同上，運行結(jié)果同上。

Holder模式

就是利用一個靜態(tài)內(nèi)部類來實現(xiàn)instance的實例化。這里利用了靜態(tài)內(nèi)部類的一個特性：該內(nèi)部類的實例與外部類的實例沒有綁定關(guān)系，而且只有被調(diào)用到才會裝載，從而實現(xiàn)了延遲加載

public class HolderSingleton {

  private Object data = new Object();

  private HolderSingleton(){

  }
  
  private static class InnerClass{

    private static HolderSingleton singletoninstance = new HolderSingleton();
  }

  public static HolderSingleton getInstance(){

    return InnerClass.singletoninstance;
  }

  public Object getData() {
    return data;
  }

  public void setData(Object data) {
    this.data = data;
  }
}

測試代碼同上，運行結(jié)果同上。

在加載InnerClass的時候才會去實例化這個instance，實現(xiàn)了延遲加載，并且同餓漢模式一樣，由jvm保證線程安全。這種方法值得推薦。

應(yīng)用場景:

在整個系統(tǒng)中，只允許共用一個實例的類適合用單例模式來實現(xiàn)，比如:

網(wǎng)站的計數(shù)器，只允許存在一個計數(shù)器實例；

線程池，只允許存在一個線程池對象；

連接池，只允許存在一個連接池對象；

知識點擴充：

1.為什么要使用單例模式？

在我們?nèi)粘５墓ぷ髦校芏鄬ο笸ǔＵ加梅浅Ｖ匾南到y(tǒng)資源，比如：IO處理，數(shù)據(jù)庫操作等，那我們必須要限制這些對象只有且始終使用一個公用的實例，即單例。

2.單例模式的實現(xiàn)方式

構(gòu)造函數(shù)私有化，防止其他類生成唯一公用實例外的實例。且單例類應(yīng)該被定義為final，也就是說單例類不能被繼承，因為如果允許繼承那子類就都可以創(chuàng)建實例，違背了類唯一實例的初衷。

類中一個靜態(tài)變量來保存單實例的引用。

一個共有的靜態(tài)方法來獲取單實例的引用。
3.單例模式的UML類圖

4.單例模式的經(jīng)典實現(xiàn)方式

餓漢式：一開始就創(chuàng)建好實例，每次調(diào)用直接返回，經(jīng)典的“拿空間換時間”。
懶漢式：延遲加載，第一次調(diào)用的時候才加載，然后返回，以后的每次的調(diào)用就直接返回。經(jīng)典“拿時間換空間”,多線程環(huán)境下要注意解決線程安全的問題。
登記式：對一組單例模式進行的維護，主要是在數(shù)量上的擴展，通過線程安全的map把單例存進去，這樣在調(diào)用時，先判斷該單例是否已經(jīng)創(chuàng)建，是的話直接返回，不是的話創(chuàng)建一個登記到map中，再返回。

以上就是本次腳本之家小編結(jié)合多篇整理的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠幫助到大家。

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