一、單例模式概念及特點

? ? ? ??Java中單例模式是一種常見的設計模式，單例模式分三種：懶漢式單例、餓漢式單例、登記式單例三種。

　　單例模式有一下特點：

? ? ? ? 1、單例類只能有一個實例。

　　2、單例類必須自己自己創建自己的唯一實例。

? ? ? ? 3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

而這個特點正是我們構造單例模式的方法：

1）構造函數私有化；

2）創建一個自身的對象；

3）向外提供方法。

　　單例模式確保某個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統提供這個實例。在計算機系統中，線程池、緩存、日志對象、對話框、打印機、顯卡的驅動程序對象常被設計成單例。這些應用都或多或少具有資源管理器的功能。每臺計算機可以有若干個打印機，但只能有一個Printer Spooler，以避免兩個打印作業同時輸出到打印機中。每臺計算機可以有若干通信端口，系統應當集中管理這些通信端口，以避免一個通信端口同時被兩個請求同時調用。總之，選擇單例模式就是為了避免不一致狀態，避免政出多頭。

　　正是由于這個特 點，單例對象通常作為程序中的存放配置信息的載體，因為它能保證其他對象讀到一致的信息。例如在某個服務器程序中，該服務器的配置信息可能存放在數據庫或 文件中，這些配置數據由某個單例對象統一讀取，服務進程中的其他對象如果要獲取這些配置信息，只需訪問該單例對象即可。這種方式極大地簡化了在復雜環境 下，尤其是多線程環境下的配置管理，但是隨著應用場景的不同，也可能帶來一些同步問題。

二、單例模式的舉例

1、餓漢方式的單例模式

[java]?view plaincopy

public?class?Singleton1?{??

/*構造函數私有化*/??

private?Singleton1(){??

}??

/*創建一個自身的對象*/??

private?static?final?Singleton1?instance?=?new?Singleton1();??

/*向外提供方法*/??

public?static?Singleton1?getInstance(){??

????????return?instance;??

}??

}??

特點：線程安全 但效率比較低 ?一開始就要加載類new一個對象

2、懶漢方式的單例模式

[java]?view plaincopy

//懶漢式單例類.在第一次調用的時候實例化???

?public?class?Singleton2?{??

?????//私有的默認構造子??

?????private?Singleton2()?{}??

?????//注意，這里沒有final??????

?????private?static?Singleton2?single=null;??

?????//靜態工廠方法???

?????public?synchronized??static?Singleton2?getInstance()?{??

??????????if?(single?==?null)?{????

??????????????single?=?new?Singleton2();??

??????????}????

?????????return?single;??

?????}??

?}??

特點：Singleton通過將構造方法限定為private避免了類在外部被實例化，在同一個虛擬機范圍內，Singleton的唯一實例只能通過getInstance()方法訪問。
? ? ? ? ? ?事實上，通過Java反射機制是能夠實例化構造方法為private的類的，那基本上會使所有的Java單例實現失效。此問題在此處不做討論，姑且掩耳盜鈴地認為反射機制不存在。

? ? ?但是以上懶漢式單例的實現沒有考慮線程安全問題，它是線程不安全的，并發環境下很可能出現多個Singleton實例，要實現線程安全，有以下三種方式，都是對getInstance這個方法改造，保證了懶漢式單例的線程安全，如果你第一次接觸單例模式，對線程安全不是很了解，可以先跳過下面這三小條，去看餓漢式單例，等看完后面再回頭考慮線程安全的問題：

3、登記式單例類

[java]?view plaincopy

//登記式單例類.??

?//類似Spring里面的方法，將類名注冊，下次從里面直接獲取。??

?public?class?Singleton3?{??

?????private?static?Map<String,Singleton3>?map?=?new?HashMap<String,Singleton3>();??

?????static{??

?????????Singleton3?single?=?new?Singleton3();??

?????????map.put(single.getClass().getName(),?single);??

?????}??

?????//保護的默認構造子??

?????protected?Singleton3(){}??

?????//靜態工廠方法,返還此類惟一的實例??

?????public?static?Singleton3?getInstance(String?name)?{??

?????????if(name?==?null)?{??

?????????????name?=?Singleton3.class.getName();??

?????????????System.out.println("name?==?null"+"--->name="+name);??

?????????}??

?????????if(map.get(name)?==?null)?{??

?????????????try?{??

?????????????????map.put(name,?(Singleton3)?Class.forName(name).newInstance());??

?????????????}?catch?(InstantiationException?e)?{??

?????????????????e.printStackTrace();??

?????????????}?catch?(IllegalAccessException?e)?{??

?????????????????e.printStackTrace();??

?????????????}?catch?(ClassNotFoundException?e)?{??

?????????????????e.printStackTrace();??

?????????????}??

?????????}??

?????????return?map.get(name);??

?????}??

?????//一個示意性的商業方法??

?????public?String?about()?{??????

?????????return?"Hello,?I?am?RegSingleton.";??????

?????}??????

?????public?static?void?main(String[]?args)?{??

?????????Singleton3?single3?=?Singleton3.getInstance(null);??

?????????System.out.println(single3.about());??

?????}??

?}??

餓漢式和懶漢式區別

從名字上來說，餓漢和懶漢，

餓漢就是類一旦加載，就把單例初始化完成，保證getInstance的時候，單例是已經存在的了，

而懶漢比較懶，只有當調用getInstance的時候，才回去初始化這個單例。

另外從以下兩點再區分以下這兩種方式：

1、線程安全：

餓漢式天生就是線程安全的，可以直接用于多線程而不會出現問題，

懶漢式本身是非線程安全的，為了實現線程安全有幾種寫法，分別是上面的1、2、3，這三種實現在資源加載和性能方面有些區別。

2、資源加載和性能：

? ? ? ?餓漢式在類創建的同時就實例化一個靜態對象出來，不管之后會不會使用這個單例，都會占據一定的內存，但是相應的，在第一次調用時速度也會更快，因為其資源已經初始化完成；

? ? ? 而懶漢式顧名思義，會延遲加載，在第一次使用該單例的時候才會實例化對象出來，第一次調用時要做初始化，如果要做的工作比較多，性能上會有些延遲，之后就和餓漢式一樣了。

什么是線程安全？

? ? ? ? 如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。如果每次運行結果和單線程運行的結果是一樣的，而且其他的變量的值也和預期的是一樣的，就是線程安全的。

? ? ? ?或者說：一個類或者程序所提供的接口對于線程來說是原子操作，或者多個線程之間的切換不會導致該接口的執行結果存在二義性,也就是說我們不用考慮同步的問題，那就是線程安全的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java 进阶——单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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