Java超详细讲解设计模式之一的单例模式

Java超详细讲解设计模式之单例模式

1. 什么是单例模式？

单例模式是一种常用的设计模式，简单来说就是保证一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。

它能够避免因为对象过多而导致系统性能下降的问题，实现对象的复用，以及编译器对一些变量、对象和方法进行统一管理的好处。

常见应用场景有以下几个方面：

• 一个对象需要在系统中被重复使用
• 一个共享资源（如数据库等）需要被多个不同的部件频繁访问
• 当操作系统中唯一的资源（如守护进程、计时器、文件I / O等）需要被多次访问时

2. 实现单例模式的几种方式

• 饿汉式单例模式：在类加载时就完成了初始化，所以类加载较慢、但获取对象的速度极快。

• 懒汉式单例模式（懒加载）：只有当第一次创建对象时才会进行初始化，具有延迟加载的优势，但需要考虑并发的问题。

• 枚举单例模式：不仅可以解决线程同步的问题，还可以防止反序列化重新创建对象，但是不太常用。

• 静态内部类单例模式：由于是静态内部类，所以只有在使用时才会加载、具有了懒加载的效果，同时通过静态域来实现，线程同步也得以考虑，是目前最优的实现方式。

3. 示例说明

3.1 饿汉式单例模式

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton(){
        //私有构造方法
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

3.2 懒汉式单例模式

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;

    private Singleton(){
        //私有构造方法
    }

    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

推荐使用双重校验锁的方式来实现懒汉式单例模式：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;

    private Singleton(){
        //私有构造方法
    }

    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

3.3 枚举单例模式

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void method(){
        //方法体
    }
}

3.4 静态内部类单例模式

public class Singleton {
    private Singleton (){
        //私有构造方法
    }

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

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

4. 总结

在实际的开发中，单例模式是非常常见的一种设计模式，通过实现单例模式，可以保证整个系统更高效，用最少的资源和时间来完成需求。当然在使用的过程中要注意线程安全和反射创建对象的问题。