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  • java 单例模式的好处

    2021-02-25 19:11:19
    单例模式有一下特点: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。说明:一下的代码来自阎宏博士的《Java与模式》一书,其中对一些类的写法做调整...

    单例模式是一种常见的设计模式,在《Java与模式》一书中,阎宏博士对单例模式做了全面的总结。

    单例模式分三种:懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。

    单例模式有一下特点:

    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。

    说明:一下的代码来自阎宏博士的《Java与模式》一书,其中对一些类的写法做调整(符合Java1.5的习惯),另外还加了测试方法。

    一、懒汉式单例

    在类被加载的时候,唯一实例已经被创建。这个设计模式在Java中容易实现,在别的语言中难以实现。

    /**

    * Created by IntelliJ IDEA.

    * User: leizhimin

    * Date: 2007-9-11

    * Time: 14:57:08

    * <> 单例模式-懒汉式单例

    */

    public class LazySingleton {

    /**

    * 私有静态对象,加载时候不做初始化

    */

    private static LazySingleton m_intance=null;

    /**

    * 私有构造方法,避免外部创建实例

    */

    private LazySingleton(){

    }

    /**

    * 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.

    * 当发现实例没有初始化的时候,才初始化.

    * @return LazySingleton

    */

    synchronized public static LazySingleton getInstance(){

    if(m_intance==null){

    m_intance=new LazySingleton();

    }

    return m_intance;

    }

    }

    二、饿汉式单例

    在类加载的时候不创建单例实例。只有在第一次请求实例的时候的时候创建,并且只在第一次创建后,以后不再创建该类的实例。

    /**

    * Created by IntelliJ IDEA.

    * User: leizhimin

    * Date: 2007-9-11

    * Time: 14:45:25

    * <> 单例模式-饿汉式单例

    */

    public class EagerSingleton {

    /**

    * 私有的(private)唯一(static final)实例成员,在类加载的时候就创建好了单例对象

    */

    private static final EagerSingleton m_instance = new EagerSingleton();

    /**

    * 私有构造方法,避免外部创建实例

    */

    private EagerSingleton() {

    }

    /**

    * 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.

    * @return EagerSingleton

    */

    public static EagerSingleton getInstance() {

    return m_instance;

    }

    }

    三、登记式单例

    这个单例实际上维护的是一组单例类的实例,将这些实例存放在一个Map(登记薄)中,对于已经登记过的实例,则从工厂直接返回,对于没有登记的,则先登记,而后返回。

    /**

    * Created by IntelliJ IDEA.

    * User: leizhimin

    * Date: 2005-9-11

    * Time: 15:20:16

    * <> 单例模式- 登记式单例

    */

    public class RegSingleton {

    /**

    * 登记薄,用来存放所有登记的实例

    */

    private static Mapm_registry = new HashMap();

    //在类加载的时候添加一个实例到登记薄

    static {

    RegSingleton x = new RegSingleton();

    m_registry.put(x.getClass().getName(), x);

    }

    /**

    * 受保护的默认构造方法

    */

    protected RegSingleton() {

    }

    /**

    * 静态工厂方法,返回指定登记对象的唯一实例;

    * 对于已登记的直接取出返回,对于还未登记的,先登记,然后取出返回

    * @param name

    * @return RegSingleton

    */

    public static RegSingleton getInstance(String name) {

    if (name == null) {

    name = "RegSingleton";

    }

    if (m_registry.get(name) == null) {

    try {

    m_registry.put(name, (RegSingleton) Class.forName(name).newInstance());

    } catch (InstantiationException e) {

    e.printStackTrace();

    } catch (IllegalAccessException e) {

    e.printStackTrace();

    } catch (ClassNotFoundException e) {

    e.printStackTrace();

    }

    }

    return m_registry.get(name);

    }

    /**

    * 一个示意性的商业方法

    * @return String

    */

    public String about() {

    return "Hello,I am RegSingleton!";

    }

    }

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  • JAVA单例模式

    2021-02-25 20:34:31
    一.问题引入偶然想想到的如果把Java的构造方法弄成private,那里面的成员属性是不是只有通过static来访问呢;...构造函数弄成private 就是单例模式,即不想让别人用new 方法来创建多个对象,可以在类里面先生...

    一.问题引入

    偶然想想到的如果把Java的构造方法弄成private,那里面的成员属性是不是只有通过static来访问呢;如果构造方法是private的话,那么有什么好处呢;如果构造方法是private的话,会不更好的封装该内呢?我主要是应用在使用普通类模拟枚举类型里,后来发现这就是传说中的单例模式。构造函数弄成private 就是单例模式,即不想让别人用new 方法来创建多个对象,可以在类里面先生成一个对象,然后写一个public static方法把这个对象return出去。(eg:public 类名 getInstancd(){return 你刚刚生成的那个类对象;}),用static是因为你的构造函数是私有的,不能产生对象,所以只能用类名调用,所有只能是静态函数。成员变量也可以写getter/setter供外界访问的。如果谁要用这个类的实例就用有兴趣的读者参看原作者这一篇博文http://www.cnblogs.com/hxsyl/archive/2013/03/18/2966360.html。

    第一个代码不是单例模式,也就是说不一定只要构造方法是private的就是单例模式。

    8f900a89c6347c561fdf2122f13be562.pngView Code

    8f900a89c6347c561fdf2122f13be562.pngView Code

    二.单例模式概念及特点

    java中单例模式是一种常见的设计模式,单例模式分三种:懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。

    单例模式有一下特点:

    1、单例类只能有一个实例。

    2、单例类必须自己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。

    单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中,线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机,但只能有一个Printer Spooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口,系统应当集中管理这些通信端口,以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之,选择单例模式就是为了避免不一致状态,避免政出多头。

    正是由于这个特 点,单例对象通常作为程序中的存放配置信息的载体,因为它能保证其他对象读到一致的信息。例如在某个服务器程序中,该服务器的配置信息可能存放在数据库或 文件中,这些配置数据由某个单例对象统一读取,服务进程中的其他对象如果要获取这些配置信息,只需访问该单例对象即可。这种方式极大地简化了在复杂环境 下,尤其是多线程环境下的配置管理,但是随着应用场景的不同,也可能带来一些同步问题。

    三.典型例题

    首先看一个经典的单例实现。

    48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

    1 public class Singleton {

    2

    3 private static Singleton uniqueInstance = null;

    4

    5

    6

    7 private Singleton() {

    8

    9 // Exists only to defeat instantiation.

    10

    11 }

    12

    13

    14

    15 public static Singleton getInstance() {

    16

    17 if (uniqueInstance == null) {

    18

    19 uniqueInstance = new Singleton();

    20

    21 }

    22

    23 return uniqueInstance;

    24

    25 }

    26

    27 // Other methods...

    28

    29 }

    48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

    Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。(事实上,通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的,那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论,姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。)

    但是以上实现没有考虑线程安全问题。所谓线程安全是指:如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。显然以上实现并不满足线程安全的要求,在并发环境下很可能出现多个Singleton实例。

    8f900a89c6347c561fdf2122f13be562.pngView Code

    8f900a89c6347c561fdf2122f13be562.pngView Code

    运行结果:

    张孝祥

    张孝祥

    output message 张孝祥

    output message 张孝祥

    创建的是同一个实例

    结论:由结果可以得知单例模式为一个面向对象的应用程序提供了对象惟一的访问点,不管它实现何种功能,整个应用程序都会同享一个实例对象。

    其次,下面是单例的三种实现。

    1.饿汉式单例类

    飞哥下面这个可以不加final,因为静态方法只在编译期间执行一次初始化,也就是只会有一个对象。

    48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

    1 //饿汉式单例类.在类初始化时,已经自行实例化

    2 public class Singleton1 {

    3 //私有的默认构造子

    4 private Singleton1() {}

    5 //已经自行实例化

    6 private static final Singleton1 single = new Singleton1();

    7 //静态工厂方法

    8 public static Singleton1 getInstance() {

    9 return single;

    10 }

    11 }

    48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

    首先final关键词是代表此变量一经赋值,其指向的内存引用地址将不会再改变。

    其次,线程安全和加不加final没有什么区别,打个经典的比方,两个人同时看到了桌上的一个蛋糕,于是两个人都坐下并拿起刀叉,但实际上有个人在叉向蛋糕的一瞬间,这个蛋糕被另一个人吃掉了,这就引起了错误,具体的例子还有很多。

    解决线程安全的方法有好几个,比如楼主需要将所有操作此变量的方法加上排他锁,即方法声明时加上synchronized关键词(前提是这几个方法与这个需要保护的变量处在同一个类中)

    2.懒汉式单例类

    那个if判断确保对象只创建一次。

    48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

    1 //懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化

    2 public class Singleton2 {

    3 //私有的默认构造子

    4 private Singleton2() {}

    5 //注意,这里没有final

    6 private static Singleton2 single=null;

    7 //静态工厂方法

    8 public synchronized static Singleton2 getInstance() {

    9 if (single == null) {

    10 single = new Singleton2();

    11 }

    12 return single;

    13 }

    14 }

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  • Java单例设计模式是GoF23种设计模式之一,也是是使用频率最高的设计模式之一,所以想参加java程序员岗位面试的朋友们,必须要提前学习好java单例模式面试题的内容,java单例模式在初级中高级的面试中几乎都会出现,...

    Java单例设计模式是GoF23种设计模式之一,也是是使用频率最高的设计模式之一,所以想参加java程序员岗位面试的朋友们,必须要提前学习好java单例模式面试题的内容,java单例模式在初级中高级的面试中几乎都会出现,所以还是十分重要的。

    答:单例模式是一种常用的软件设计模式,其定义是单例对象的类只能允许一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象,这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中,该服务器的配置信息存放在一个文件中,这些配置数据由一个单例对象统一读取,然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

    2、单例实现的步骤?

    答:单例实现主要是通过以下两个步骤:(1)将该类的构造方法定义为私有方法,这样其他处的代码就无法通过调用该类的构造方法来实例化该类的对象,只有通过该类提供的静态方法来得到该类的唯一实例;(2)在该类内提供一个静态方法,当我们调用这个方法时,如果类持有的引用不为空就返回这个引用,如果类保持的引用为空就创建该类的实例并将实例的引用赋予该类保持的引用。

    3、单例模式的适用场景是什么样子的?

    答: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。

    4、为什么要有单例模式?

    答:实际编程应用场景中,有一些对象其实我们只需要一个,比如线程池对象、缓存、系统全局配置对象等。这样可以就保证一个在全局使用的类不被频繁地创建与销毁,节省系统资源。

    5、实现java单例模式有什么要点?

    答:首先要确保全局只有一个类的实例,要保证这一点,至少类的构造器要私有化;单例的类只能自己创建自己的实例,因为构造器私有了,但是还要有一个实例;单例类必须能够提供自己的唯一实例给其他类,就是要有一个公共的方法能返回该单例类的唯一实例。

    6、实现java单例模式的几种模式?

    答:(1)饿汉式—静态常量方式(线程安全):类加载时就初始化实例,避免了多线程同步问题,天然线程安全。

    (2)饿汉式—静态代码块方式(线程安全):其实就是在静态常量饿汉式实现上稍微变动了一下,将类的实例化放在了静态代码块中而已,其他没区别。

    (3)懒汉式(线程不安全):这是最基本的实现方式,第一次调用才初始化,实现了懒加载的特性。多线程场景下禁止使用,因为可能会产生多个对象,不再是单例。

    (4)懒汉式(线程安全,方法上加同步锁):线程不安全懒汉式实现上唯一不同是:获取实例的getInstance()方法上加了同步锁。保证了多线程场景下的单例。但是效率会有所折损,不过还好。

    (5)双重校验锁(线程安全,效率高):此种实现中不用每次需要获得锁,减少了获取锁和等待的事件。注意volatile关键字的使用,保证了各线程对singleton静态实例域修改的可见性。

    (6)静态内部类实现单例(线程安全、效率高):这种方式下 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,只有通过显式调用 getInstance 方法时,才会显式装载 SingletonHolder 类,从而实例化instance。

    7、java单例模式的基本特点?

    答:持有自己类型的属性;类构造器私有;对外提供获取实例的静态方法。

    8、饿汉式和懒汉式的区别?

    答:线程安全方面:饿汉式天生就是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题,懒汉式本身是非线程安全的。

    资源加载和性能方面:饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来,不管之后会不会使用这个单例,都会占据一定的内存,但是相应的,在第一次调用时速度也会更快,因为其资源已经初始化完成,而懒汉式顾名思义,会延迟加载,在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来,第一次调用时要做初始化,如果要做的工作比较多,性能上会有些延迟,之后就和饿汉式一样了。

    以上是java单例模式面试题的内容,都相应的给出了答案,希望大家可以以答案为参考来好好学习java单例模式的内容,因为单例模式是java中最简单的设计模式之一,而java的面试又是以考察基础知识为重点,所以java单例模式面试题还是十分有必要学习的重要知识点。

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  • Java 单例模式

    千次阅读 2018-10-04 14:04:48
    单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一,它提供了一种创建对象的最佳方式。 单例模式特点是该类只能有一个对象(实例),使用者通过该类提供的静态方法获得这个实例,用于当某个类只需要...

    简介

    单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一,它提供了一种创建对象的最佳方式。

    单例模式的特点该类只能有一个对象(实例),使用者通过该类提供的静态方法获得这个实例,用于当某个类只需要或只能有一个实例时,如配置文件等。和静态类(静态方法)类似,两者的不同:静态类和单例模式区别

     

    实现

    单例模式的实现要点是:

    1. 将构造方法定义为私有,防止外部通过new创建实例
    2. 定义获取唯一实例的公有静态方法,一般名为:public static 类名 getInstance()
    3. 同时将实例变量定义为静态,以便静态的获取实例方法获取

    单例模式的实现根据实例是在类加载时创建还是第一次调用时创建,可分为“饿汉式”“懒汉式”

    在类加载时就创建实例的“饿汉式”缺点为没有lazy loading的效果,从而降低内存的使用率,而在获得实例的方法内部通过判空创建的一般“懒汉式”,对象实例有可能被多个线程多次创建,线程不安全。

    所以推荐的实现方法有 使用静态内部类的懒汉模式使用双重校验锁的懒汉模式。

    使用静态内部类的懒汉模式

    该模式通过建造静态内部类,并在内部类中定义静态对象获得实例,由于静态内部类的特性,只有在其被第一次引用的时候才会加载,所以实现了lazy loading,同时也是线程安全的。

    public class Student {
    
        // 将构造方法定义为私有,防止外部通过new创建实例
        private Student() {}
        
        /**
         * 实例持有者(静态内部类)
         */
        public static class holder {
    
            // 实例声明为静态常量,引用不可更改
            private static final Student INSTANCE = new Student();
        }
    
        // 获取唯一实例的公有静态方法
        public static Student getInstance() {
            return holder.INSTANCE;
        }
    
        public String toString() {
            return "这是唯一的实例";
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            // 因为构造方法为私有,下行语句无效
            // Student student =  new Student();
    
            //正确获取实例方法
            Student student = Student.getInstance();
    
            System.out.println(student.toString());
        }
    }

     

    使用双重校验锁的懒汉模式

    该模式首先需要将实例变量加上volatile修饰符,volatile能保证对象的可见性,在工作内存中的内容更新能立即在主内存中可见。在获取实例方法中判空,并使用synchronized关键字加锁,加锁后再一次判空。

    之所以进行两次判空,第一次是因为多数情况下实例已经被创建,总是进入加锁语句会多余浪费时间降低效率,第二次是为防止在第一次判空之后、加锁之前的空当资源被占用并new出对象,两次判空兼具了效率和安全

    public class Student {
    
        private volatile static Student instance;
    
        // 将构造方法定义为私有,防止外部通过new创建实例
        private Student() {}
    
        // 获取唯一实例的公有静态方法
        public static Student getInstance() {
            // 双重校验锁
            if (instance == null) {
                synchronized (Student.class) {
                    if (instance == null) {
                        instance = new Student();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    
        public String toString() {
            return "这是唯一的实例";
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            // 因为构造方法为私有,下行语句无效
            // Student student =  new Student();
    
            //正确获取实例方法
            Student student = Student.getInstance();
    
            System.out.println(student.toString());
        }
    }

     

     

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  • java中用单例模式有什么好处

    千次阅读 2019-03-04 13:40:00
    java中用单例模式有什么好处 ava Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。 使用Singleton的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有利于Java垃圾回收(garbage ...
  • 单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。 思路是通过将该类的构造方法设为private,那么在其他类中不能直接实例化该类。...单例模式有以下特点:  1、单例类只能
  • 单例模式是指在程序中只有一个实例存在。并且在程序运行中的任何时候都可以获取该实例对象。 场景 1.Android中数据库多线程读写时,保证每个线程使用同一个SQLiteDatabase对象,否则会报错“database is locked”...
  • 1、什么是单例模式?采取一定的办法保证在整个软件系统中,单例模式确保对于某个类只能存在一个实例。有如下三个特点:①、单例类只能有一个实例②、单例类必须自己创建自己的实例③、单例类必须提供外界获取这个...
  • java 懒汉模式: 这种方式它是在内部类里面去创建对象实例。这样的话,只要应用中不使用内部类,JVM就不会去加载这个单例类,也就不会创建单例对象,从而实现懒汉式的延迟加载。也就是说这种方式可以同时保证延迟...
  • 三种单例模式实际都是有运用的。优点:延迟加载缺点:不加同步的懒汉式是线程不安全的,加了synchronized之后就变成线程安全的了public class Singleton {private static Singleton singleton = null;private ...
  • JAVA单例模式的几种实现方法1.饿汉式单例类package pattern.singleton;//饿汉式单例类.在类初始化时,已经自行实例化public class Singleton1 {//私有的默认构造子private Singleton1() {}//已经自行实例化private ...
  • 方法二:静态代码块:将类的实例化放在静态代码块中,与上述的静态常量一致,都是在类装载时创建单例,因此优缺点一致 方法三:静态内部类 : Singleton2在加载的时候不会被实例化,而是在需要实例化时(调用...
  • Java 单例设计模式

    2021-03-08 22:59:20
    定义单例模式为系统中的类只允许实例化唯一一个对象这类典型问题提供的解决方案。许多时候系统只需要拥有一个的全局对象,比如系统中的日历 Calendar 类就只需要一个日历对象,因为所有人的日历都是一样的,可以共享...

空空如也

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