Java设计模式系列之深入浅出单例模式

下面我来为你详细讲解“Java设计模式系列之深入浅出单例模式”的完整攻略。

标题

什么是单例模式

单例模式是一种常用的设计模式之一，用于保证在整个应用程序中，某个类只有一个实例存在，并且提供一个全局访问点。

实现单例模式

实现单例模式可以采用以下方式：

饿汉式

饿汉式是在类被加载时就将实例化对象的过程完成。比较简单，但是在可能没有使用到该实例时也会被实例化，浪费了内存资源。

示例代码：

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

    private Singleton() {}

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

懒汉式

懒汉式是在第一次使用该实例的时候才会进行实例化。这种方式在多线程环境下需要进行同步处理，因为多个线程可能同时调用getInstance()方法，会产生多个不同的实例。

示例代码：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

双重校验锁式

双重校验锁式是在懒汉式的基础上进行的优化，使用了同步锁来保证线程安全，避免了每次都进行同步处理的性能问题。

示例代码：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

静态内部类式

静态内部类式是在第一次使用该实例的时候才会进行实例化，并且使用了Java虚拟机对静态内部类的特殊处理，保证线程安全和高效性。

示例代码：

public class Singleton {
    private Singleton() {}

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

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

单例模式的应用场景

单例模式适用于以下场景：

1. 系统只需要一个实例对象，如Windows操作系统中的任务管理器。
2. 对象需要被共享的场合，如线程池、数据库连接池等。
3. 频繁创建和销毁对象会造成系统性能问题的场合，如IO操作、数据库操作等。

总结

单例模式是一种常用的设计模式，它保证在整个应用程序中某个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点。单例模式的实现有多种方式，常用的包括饿汉式、懒汉式、双重校验锁式和静态内部类式。在应用中需要考虑线程安全、性能和内存等因素，选择合适的实现方式。

以上就是“Java设计模式系列之深入浅出单例模式”的完整攻略。如果您需要进一步了解单例模式的内容，可以参考以下示例说明：

1. 示例一：使用单例模式实现读取配置文件的工具类。

public class ConfigUtil {
    private static final String CONFIG_FILE_PATH = "config.properties";
    private Properties properties;

    private ConfigUtil() {
        // 加载配置文件
        try {
            properties = new Properties();
            InputStream inStream = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(CONFIG_FILE_PATH);
            properties.load(inStream);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final ConfigUtil INSTANCE = new ConfigUtil();
    }

    public static ConfigUtil getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    public String getProperty(String key, String defaultValue) {
        return properties.getProperty(key, defaultValue);
    }
}

1. 示例二：使用单例模式实现计数器。

public class Counter {
    private int count;

    private Counter() {
        count = 0;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Counter INSTANCE = new Counter();
    }

    public static Counter getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    public synchronized void add() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

以上就是两个使用单例模式的示例说明，希望对你有所帮助。