Design Pattern —— Singleton 强力推荐枚举和类级内部类方式实现单例模式
单例模式是开发中非常常用的一种模式,简单的说,我们希望一个类永远都只有一个对象。
主要有两个用途:
1.存储一些进程内共享的值(不是很推荐,大部分情况下还是应该用局部变量,互相传递值的方式)
2.任何时候都不变的操作
单例模式的实现目前已知的有五种:
1.饿汉式
2.懒汉式
3.双重验证
4.类级内部类
5.枚举
一、饿汉式
类加载时就创建好对象,以空间换时间。这样外部调用EagerSingleton.getInstance()时,直接获得这个创建好的对象。
public class EagerSingleton {
private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
/**
* 私有默认构造子
*/
private EagerSingleton(){}
/**
* 静态工厂方法
*/
public static EagerSingleton getInstance(){
return instance;
}
}
优点:节省运行时间
缺点:占用空间
二、懒汉式
类加装时不创建对象,直到需要使用时才创建。
public class LazySingleton {
private static LazySingleton instance = null;
/**
* 私有默认构造子
*/
private LazySingleton(){}
/**
* 静态工厂方法
*/
public static synchronized LazySingleton getInstance(){
if(instance == null){
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
优点:节省空间,如果一直不用,就不会创建
缺点:每次获取实例都会进行判断,看是否需要创建实例,浪费判断的时间。且是由于是线程安全的,所以会降低整体的访问速度
三、双重验证
双重验证的单例模式,是懒汉式单例的一种优化方式。既实现线程安全,又能够使性能不受很大的影响。
定义:
1.先不同步,进入方法后,先检查实例是否存在,如果不存在才进行下面的同步块,这是第一重检查;
2.进入同步块过后,再次检查实例是否存在,如果不存在,就在同步的情况下创建一个实例,这是第二重检查。
这样一来,就只需要同步一次了,从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。
“双重检查加锁”机制的实现会使用关键字volatile,简单的说:被volatile修饰的变量的值,将不会被本地线程缓存,所有对该变量的读写都是直接操作共享内存,从而确保多个线程能正确的处理该变量。
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
//先检查实例是否存在,如果不存在才进入下面的同步块
if(instance == null){
//同步块,线程安全的创建实例
synchronized (Singleton.class) {
//再次检查实例是否存在,如果不存在才真正的创建实例
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
双重验证的方式虽然看上去很美,但是是不被推荐使用的。具体volatile的使用也是一个比较大的课题,有一篇非常好的文章推荐http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
四、类级内部类实现的方式。
那我们能不能想到一个办法,既让第一次使用时才创建对象,又解决线程安全呢。
类级内部类的特点:
1.类级内部类的对象和外部类对象没有依赖关系
2.类级内部类中可以有静态方法,此静态方法只能调用外部类的静态方法和成员变量
3.类级内部类只有在第一次使用时才会加载
JVM在有些时候会隐式的去执行同步操作:
1.由静态初始化器(在静态字段上或static{}块中的初始化器)初始化数据时
2.访问final字段时
3.在创建线程之前创建对象时
4.线程可以看见它将要处理的对象时
实现线程安全:可以采用静态初始化器的方式,它可以由JVM来保证线程的安全性。
实现延迟加载:采用类级内部类,在这个类级内部类里面去创建对象实例。只要不使用到这个类级内部类,那就不会创建对象实例。
public class Singleton { private Singleton(){}
/**
* 类级的内部类,也就是静态的成员式内部类,该内部类的实例与外部类的实例
* 没有绑定关系,而且只有被调用到时才会装载,从而实现了延迟加载。
*/
private static class SingletonHolder{
/**
* 静态初始化器,由JVM来保证线程安全
*/
private static Singleton instance = new Singleton();
} public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
五、枚举实现单例
《effectJava》一书中重点推荐的实现单例的方式
public enum Singleton {
/**
* 定义一个枚举的元素,它就代表了Singleton的一个实例。
*/ uniqueInstance; /**
* 单例可以有自己的操作
*/
public void singletonOperation(){
//功能处理
}
}
枚举单例,简洁,提供序列化机制,防止多实例化,防止反射,是实现单例的最佳方案。
参考资料
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html violate详解
http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/03/31/2425631.html java与模式之单例模式
《effectJava》