1. 序列號生成器

設計一個全局的序列號生成器，返回long類型，要求生成的序列號全局唯一且遞增。

序列號的實現(xiàn)很簡單，如下：

class SerialGenerator{private long code;// 返回下一個號碼public synchronized long next(){return ++code;} }

如果不是單例，多個生成器實例生成的序列號都是從0開始，會造成沖突，優(yōu)化如下：

class SerialGenerator{private long code;private static final SerialGenerator INSTANCE = new SerialGenerator();// 私有化構(gòu)造器，防止外部newprivate SerialGenerator(){}public synchronized long next(){return ++code;}public static SerialGenerator getInstance(){return INSTANCE;} }

客戶端調(diào)用：

public class Client {public static void main(String[] args) {SerialGenerator serialGenerator = SerialGenerator.getInstance();serialGenerator.next();} }

這就是單例模式。

2. 單例模式的定義

確保某一個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例。

單例模式屬于創(chuàng)建型模式，它的核心操作是：

私有化構(gòu)造器，防止其他類通過new關鍵字創(chuàng)建實例。

類內(nèi)部自行實例化，并用靜態(tài)常量保存(也可延遲實例化)。

提供一個公開的靜態(tài)方法來訪問這個實例。

也可以將靜態(tài)常量聲明為public，外部類直接訪問單例，但是不建議這么做，調(diào)用getInstance()方法來獲取實例，方便以后擴展。

單例模式通用類圖

3. 單例模式的擴展

上面寫的例子屬于【餓漢式】，不管客戶端是否需要訪問實例，只要Class文件被Load到內(nèi)存，實例就會被創(chuàng)建。

3.1 DCL懶漢式

DCL全稱是：Double Check Lock，雙重檢查加鎖，是【懶漢式】的一種實現(xiàn)方式。實例默認不會創(chuàng)建，只有當客戶端真正需要訪問實例時，實例才會被創(chuàng)建，重點是控制并發(fā)訪問。

public class SerialGenerator_DCL {private long code;private static volatile SerialGenerator_DCL instance;public synchronized long next() {return ++code;}public static SerialGenerator_DCL getInstance() {if (instance == null) {synchronized (SerialGenerator_DCL.class) {if (instance == null) {// recheckinstance = new SerialGenerator_DCL();}}}return instance;} }

3.2 內(nèi)部類實現(xiàn)單例

【懶漢式】的另外一種實現(xiàn)方式，通過內(nèi)部類來持有實例對象，當單例類被Load時，內(nèi)部類并不會被加載，也就不會創(chuàng)建實例，只有當客戶端真正需要訪問實例時，內(nèi)部類才會被加載并創(chuàng)建實例。

public class SerialGenerator_InnerClass {private long code;private SerialGenerator_InnerClass() {}public synchronized long next() {return ++code;}private static class InnerClass {final static SerialGenerator_InnerClass INSTANCE = new SerialGenerator_InnerClass();}public static SerialGenerator_InnerClass getInstance() {return InnerClass.INSTANCE;} }

3.3 單例枚舉

《Effective Java》的作者Joshua Bloch在《用私有構(gòu)造器或者枚舉類型強化Singleton屬性》一節(jié)中提出了實現(xiàn)單例的另一種方式：包含單個元素的枚舉類型。

前面寫的幾種單例實現(xiàn)方式，從嚴格意義上來說，是有“缺陷”的。通過Java的反射技術，可以調(diào)用私有構(gòu)造器創(chuàng)建多個實例，另外，反序列化也會對單例造成破壞，具體可以查看筆者的博客：《你寫的單例真的安全嗎？》。

枚舉的方式可以避免這種破壞，是實現(xiàn)單例的最佳方式：

public enum SerialGenerator_Enum {INSTANCE;private long code;public synchronized long next() {return ++code;} }

4. 單例模式的優(yōu)缺點

優(yōu)點

減少了內(nèi)存的開支，因為單例模式在內(nèi)存中只有一個實例。

減少了系統(tǒng)的性能開銷，如果一個對象需要被頻繁的創(chuàng)建和銷毀，使用單例永久駐留在內(nèi)存會很有優(yōu)勢。

避免對資源的多重占用，例如寫文件。

缺點

擴展困難，單例模式一般沒有接口，因為它要求類“自行實例化”。若要擴展，只能修改代碼。

與單一職責沖突，單例類既要負責業(yè)務邏輯，又要保證是單例。

5. 總結(jié)

單例模式算是23種設計模式中最簡單的一個了，它要求類自行實例化，并向全局提供這個實例。單例模式應用非常的廣泛，例如Spring的IOC容器中，每個Bean默認就是單例的，JDK的java.lang.Runtime就是用【餓漢式】實現(xiàn)的單例。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单例模式-序列号生成器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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