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  • Java单例模式

    2019-05-17 08:54:34
    Java单例是为了需要生成唯一序列的环境、需要频繁实例化然后销毁的对象、创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象和方便资源相互通信的环境。在这些情况下就需要单例。 Java 单例模式有五种实现方式:...

    Java单例模式

    Java单例是为了需要生成唯一序列的环境、需要频繁实例化然后销毁的对象、创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象和方便资源相互通信的环境。在这些情况下就需要单例。
    Java 单例模式有五种实现方式:
    一、饿汉式:
    特点:线程安全,调用效率高,但是不能延时加载
    示例代码:

    /**
     * 饿汉式单例
     * 特点:线程安全,调用效率高,但是不能延时加载
     *
     * @author 我是灰太狼
     */
    public class SingletonOne {
    	//实例化这个类
    	private static final SingletonOne instance = new SingletonOne(); 
    	
    	//1、隐藏构造器
    	private SingletonOne(){
    		
    	}
    	
    	//创建静态工厂方法 ,让外部可以获取实例
    	public static SingletonOne getSingletonone() {
    		return instance;
    	}
    
    }
    
    

    二、懒汉式:
    特点:线程安全,调用效率不高,但是能延时加载
    示例代码:

    /**
     * 懒汉式单例
     * 特点:线程安全,调用效率不高,但是能延时加载
     *
     * @author 我是灰太狼
     */
    public class SingletonTwo {
    	//类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)
    	private static SingletonTwo instance;
    	
    	// 私有化构造器
    	private SingletonTwo(){
    		
    	}
    	
    	//方法同步,调用效率低
        // 创建静态工厂方法 ,让外部可以获取实例
    	public static SingletonTwo getSingletonTwo() {
    		if(instance == null){
    			instance = new SingletonTwo();
    		}
    		return instance;
    	}
    	
    }
    

    三、Double CheckLock实现单例:
    Double CheckLock也就是双重锁判断机制(由于JVM底层模型原因,偶尔会出问题, 不建议使用),是在懒汉式单例上发展而来
    示例代码:

    /**
     * Double CheckLock实现单例
     * Double CheckLock也就是双重锁判断机制
     * (由于JVM底层模型原因,偶尔会出问题,不建议使用)
     * 
     * @author 我是灰太狼
     */
    public class SingletonThree {
    	//类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)
    	private volatile static SingletonThree instance;
    	
    	//私有化构造器
    	private  SingletonThree(){
    		
    	}
    	
        //静态工厂方法,双重锁判断机制
        public static SingletonThree newInstance() {
            if (instance == null) {
                synchronized (SingletonThree.class) {
                    if (instance == null) {
                        instance = new SingletonThree();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
        
    }
    
    

    四、静态内部类模式:
    特点:线程安全,调用效率高,可以延时加载
    示例代码:

    /**
     * 静态内部类实现模式
     * 特点:线程安全,调用效率高,可以延时加载
     * 
     * @author 我是灰太狼
     */
    public class SingletonFour {
    	// 静态内部类
    	private static class SingletonClassInstance {
            private static final SingletonFour instance = new SingletonFour();
        }
    	
    	//隐藏构造器
    	private SingletonFour(){
    		
    	}
    	
    	//创建静态工厂方法 ,让外部可以获取实例
    	public static SingletonFour getSingletonFour(){
    		return SingletonClassInstance.instance;
    	}
    
    }
    

    五、枚举类:
    特点:线程安全,调用效率高,不能延时加载,可以天然的防止反射和反序列化调用
    示例代码:

    /**
     * 枚举类实现单例
     * 特点:线程安全,调用效率高,不能延时加载,可以天然的防止反射和反序列化调用
     * 
     * @author 我是灰太狼
     */
    public class SingletonFive {
    	//类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)
    	private volatile static SingletonFive instance;
    	
    	//私有化构造器
    	private SingletonFive(){
    		
    	}
    	
    	//使用枚举
    	private static enum Singleton{
    		INSTANCE;
    		
    		private SingletonFive singleton;
    		//JVM会保证此方法绝对只调用一次
    		private Singleton(){
    			singleton=new SingletonFive();
    		}
    		public SingletonFive getInstance(){
    			return singleton;
    		}
    	}
    	
    	//静态化工厂
    	public static SingletonFive getInstance(){
    		return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    	}
    	
    }
    
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  • Java 单例模式

    2017-02-07 16:47:53
    Java 单例模式

    1. 什么是单例模式

    单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
    这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。

    注意:

    1、单例类只能有一个实例。

    2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。

    3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

    2. 简单介绍

    2.1 意图

    保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

    2.2 主要解决的问题

    一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

    2.3 何时使用

    当您想控制实例数目,节省系统资源的时候。

    2.4 如何解决

    判断系统是否已经有这个单例,如果有则返回,如果没有则创建。

    2.5 关键代码

    构造函数是私有的。

    2.6 应用实例

    1、一个党只能有一个主席。
    2、Windows 是多进程多线程的,在操作一个文件的时候,就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象,所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
    3、一些设备管理器常常设计为单例模式,比如一个电脑有两台打印机,在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

    2.7 优点

    1、在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。
    2、避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。

    2.8 缺点

    没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。

    2.9 使用场景

    1、要求生产唯一序列号。
    2、WEB 中的计数器,不用每次刷新都在数据库里加一次,用单例先缓存起来。
    3、创建的一个对象需要消耗的资源过多,比如 I/O 与数据库的连接等。

    2.10 注意事项

    getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

    3. 代码实现

    创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。
    SingleObject 类提供了一个静态方法,供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo,演示类使用 SingleObject 类来获取 SingleObject 对象。

    3.1 步骤 1

    创建一个 Singleton 类。

    SingleObject.java

    public class SingleObject {
    
       //创建 SingleObject 的一个对象
       private static SingleObject instance = new SingleObject();
    
       //让构造函数为 private,这样该类就不会被实例化
       private SingleObject(){}
    
       //获取唯一可用的对象
       public static SingleObject getInstance(){
          return instance;
       }
    
       public void showMessage(){
          System.out.println("Hello World!");
       }
    }

    3.2 步骤 2

    从 singleton 类获取唯一的对象。

    SingletonPatternDemo.java

    public class SingletonPatternDemo {
       public static void main(String[] args) {
    
          //不合法的构造函数
          //编译时错误:构造函数 SingleObject() 是不可见的
          //SingleObject object = new SingleObject();
    
          //获取唯一可用的对象
          SingleObject object = SingleObject.getInstance();
    
          //显示消息
          object.showMessage();
       }
    }

    3.3 步骤 3

    验证输出。

    Hello World!

    4. 单例模式的几种实现方式

    4.1 懒汉式

    是否 Lazy 初始化:
    是否多线程安全:
    实现难度:
    描述:这种方式是最基本的实现方式,这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized,所以严格意义上它并不算单例模式。
    这种方式 lazy loading 很明显,不要求线程安全,在多线程不能正常工作。
    代码实例:

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

    4.2 懒汉式

    是否 Lazy 初始化:
    是否多线程安全:
    实现难度:
    描述:这种方式具备很好的 lazy loading,能够在多线程中很好的工作,但是,效率很低,99% 情况下不需要同步。
    优点:第一次调用才初始化,避免内存浪费。
    缺点:必须加锁 synchronized 才能保证单例,但加锁会影响效率。
    getInstance() 的性能对应用程序不是很关键(该方法使用不太频繁)。
    代码实例:

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

    4.3 饿汉式

    是否 Lazy 初始化:
    是否多线程安全:
    实现难度:
    描述:这种方式比较常用,但容易产生垃圾对象。
    优点:没有加锁,执行效率会提高。
    缺点:类加载时就初始化,浪费内存。
    它基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题,不过,instance 在类装载时就实例化,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
    代码实例:

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

    4.4 双检锁/双重校验锁(DCL,即 double-checked locking)

    **JDK 版本:**JDK1.5 起
    是否 Lazy 初始化:
    是否多线程安全:
    实现难度:较复杂
    描述:这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。
    getInstance() 的性能对应用程序很关键。
    代码实例:

    public class Singleton {  
        private volatile static Singleton singleton;  
        private Singleton (){}  
        public static Singleton getSingleton() {  
        if (singleton == null) {  
            synchronized (Singleton.class) {  
            if (singleton == null) {  
                singleton = new Singleton();  
            }  
            }  
        }  
        return singleton;  
        }  
    }  

    4.5 登记式/静态内部类

    是否 Lazy 初始化:
    是否多线程安全:
    实现难度:一般
    描述:这种方式能达到双检锁方式一样的功效,但实现更简单。对静态域使用延迟初始化,应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况,双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
    这种方式同样利用了 classloder 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程,它跟第 3 种方式不同的是:第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了,那么 instance 就会被实例化(没有达到 lazy loading 效果),而这种方式是 Singleton 类被装载了,instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用,只有显示通过调用 getInstance 方法时,才会显示装载 SingletonHolder 类,从而实例化 instance。想象一下,如果实例化 instance 很消耗资源,所以想让它延迟加载,另外一方面,又不希望在 Singleton 类加载时就实例化,因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载,那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候,这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。
    代码实例:

    public class Singleton {  
        private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
        }  
        private Singleton (){}  
        public static final Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
        }  
    }   

    4.6 枚举

    **JDK 版本:**JDK1.5 起
    是否 Lazy 初始化:
    是否多线程安全:
    实现难度:
    描述:这种实现方式还没有被广泛采用,但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁,自动支持序列化机制,绝对防止多次实例化。
    这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还自动支持序列化机制,防止反序列化重新创建新的对象,绝对防止多次实例化。不过,由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性,用这种方式写不免让人感觉生疏,在实际工作中,也很少用。
    不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。
    代码实例:

    public enum Singleton {  
        INSTANCE;  
        public void whateverMethod() {  
        }  
    }  

    4.7 经验之谈

    一般情况下,不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式,建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时,才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时,可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求,可以考虑使用第 4 种双检锁方式。

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  • java单例模式

    2019-05-08 14:52:50
    开发工具与关键技术:java语言、MyEclipse 10 作者:邓李庆 ...Java单例模式有五种实现方式:首先是第一种饿汉式;饿汉式的特点:线程安全,调用效率高,但是不能延时加载;见代码图1: 图1 第二种...

    开发工具与关键技术:java语言、MyEclipse 10
    作者:邓李庆
    撰写时间: 2019年5月6日
    下面小编给大家讲一个单例模式,需要生成唯一序列的环境,频繁实例化然后销毁的对象。创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。方便资源相互通信的环境;
    Java单例模式有五种实现方式:首先是第一种饿汉式;饿汉式的特点:线程安全,调用效率高,但是不能延时加载;见代码图1:
    在这里插入图片描述
    图1

    第二种是懒汉式;懒汉式的特点:线程安全,调用效率不高,但是能延时加载;见代码图2:
    在这里插入图片描述
    图2
    第三种是Double CheckLock实现单例;Double CheckLock也就是双重锁判断机制(由于JVM底层模型原因,偶尔会出问题,不建议使用),是在懒汉式单例上发展而来。见代码图3:
    在这里插入图片描述
    图3
    第四种是静态内部类,静态内部类模式的特点:线程安全,调用效率高,可以延时加载;见代码图4:
    在这里插入图片描述
    图4
    第五种是枚举类,枚举类特点:线程安全,调用效率高,不能延时加载,可以天然的防止反射和反序列化调用;见代码图5:

    图5
    单例对象占用资源少,不需要延时加载时:枚举好于饿汉 ;单例对象占用资源多,需要延时加载时:静态内部类 好于 懒汉式。
    执行后的结果输出,见代码图6:
    在这里插入图片描述
    图6

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  • 10_Java 单例模式

    2020-12-27 16:05:30
    Java 单例模式 适用场景: 1.需要生成唯一序列的环境 2.需要频繁实例化然后销毁的对象。 3.创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。 4.方便资源相互通信的环境 Java 单例模式有五种实现方式: 一、...

    Java 单例模式

    适用场景:

    1.需要生成唯一序列的环境

    2.需要频繁实例化然后销毁的对象。

    3.创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。

    4.方便资源相互通信的环境

    Java 单例模式有五种实现方式:

    一、饿汉式

    特点:线程安全,调用效率高,但是不能延时加载

    class SingletonOne{
        //饿汉式单例:线程安全,调用效率高,但是不能延时加载
        //实例化这个类
        private static final SingletonOne INSTANCE =  new SingletonOne();
        //隐藏构造器
        private SingletonOne(){
    
        }
        //创建静态工厂方法 ,让外部可以获取实例
        public static SingletonOne getInstance(){
            return INSTANCE;
        }
    }
    

    二、懒汉式

    特点:线程安全,调用效率不高,但是能延时加载

    class SingletonTwo{
        //懒汉式单例:线程安全,调用效率不高,但是能延时加载
        //类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)
        private static SingletonTwo INSTANCE;
        //私有化构造器
        private SingletonTwo(){
        }
        //方法同步,调用效率低
        //创建静态工厂方法,让外部可以获取实例
        public static synchronized SingletonTwo getInstance(){
            if (INSTANCE == null){
                INSTANCE = new SingletonTwo();
            }
            return INSTANCE;
        }
    }
    

    三、Double CheckLock实现单例

    Double CheckLock也就是双重锁判断机制(由于JVM底层模型原因,偶尔会出问题, 不建议使用),是在懒汉式单例上发展而来。

    class SingletonThree{
        //Double CheckLock实现单例:Double CheckLock也就是双重锁判断机制(由于JVM底层模型原因,偶尔会出问题,不建议使
        private volatile static SingletonThree INSTANCE;
        //私有化构造器
        private SingletonThree(){
        }
        //静态工厂方法,双重锁判断机制
        public static SingletonThree getInstance(){
            if (INSTANCE == null){
                synchronized (SingletonThree.class){
                    if (INSTANCE == null){
                        INSTANCE = new SingletonThree();
                    }
                }
            }
            return INSTANCE;
        }
    }
    

    四、静态内部类模式

    特点:线程安全,调用效率高,可以延时加载

    class SingletonFour{
        // 静态内部类实现模式:线程安全,调用效率高,可以延时加载
        private static class SingletonClassInstance{
            private static final SingletonFour INSTANCE = new SingletonFour();
        }
        //私有化构造器
        private SingletonFour(){
        }
        //静态工厂方法
        public static SingletonFour getInstance(){
            return SingletonClassInstance.INSTANCE;
        }
    }
    

    五、枚举类

    特点:线程安全,调用效率高,不能延时加载,可以天然的防止反射和反序列化调用

    class SingletonFive{
        //私有化构造器
        private SingletonFive(){
        }
        //使用枚举
        private static enum Singleton{
            INSTANCE;
            private SingletonFive singleton;
            //JVM会保证此方法绝对只调用一次
            private Singleton(){
                singleton = new SingletonFive();
            }
            public SingletonFive getInstance(){
                return singleton;
            }
        }
        //静态工厂方法
        public static SingletonFive getInstance(){
            return Singleton.INSTANCE.getInstance();
        }
    }
    

    六、如何选择

    单例对象占用资源少,不需要延时加载时:枚举 好于 饿汉

    单例对象占用资源多,需要延时加载时:静态内部类 好于 懒汉式

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  • JAVA单例模式

    2020-08-19 10:34:49
    单例模式,是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中,应用该模式的一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。  单例模式分为饿汉式和懒汉式...

空空如也

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