设计模式第四弹,单例模式

"设计模式"

Posted by hbl on 2017-04-25

设计模式第四弹,单例模式

单例模式:确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,这个类称为单例类,它提供全局访问的方法。
三个要点:一是某个类只能有一个实例,二是它必须能自行创建这个实例,三十它必须自行向整个系统提供这个实例。
Singleton:在单例类的内部实现只生成一个实例,同时它提供一个静态的getInstance()工厂方法,让客户可以方位它的唯一实例,为了防止在外部实例化,将其构造函数私有化,在单例类内部定义一个Singleton类型的静态对象,作为外部共享的唯一实例。
常见的种方式:

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//饿汉式
class EagerSingleton {
private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
private EagerSingleton() {
}
public static EagerSingleton getInstance() {
return instance;
}
}
//懒汉式方法锁
class LazySignleton {
private static LazySignleton instance = null;
private LazySignleton() {
}
synchronized public static LazySignleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new LazySignleton();
}
return instance;
}
}
//懒汉式代码块锁
class LazySignletonBetter {
private static LazySignletonBetter instance = null;
private LazySignletonBetter() {
}
public static LazySignletonBetter getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (LazySignletonBetter.class) {
instance = new LazySignletonBetter();
}
}
return instance;
}
}
//懒汉式代码块锁双重校验
class LazySignletonBest {
private static LazySignletonBest instance = null;
private LazySignletonBest() {
}
public static LazySignletonBest getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (LazySignletonBest.class) {
if (instance == null) {
instance = new LazySignletonBest();
}
}
}
return instance;
}
}
//静态内部类
class Signleton {
private Signleton() {
}
private static class HolderClass {
private final static Signleton instance = new Signleton();
}
public static Signleton getInstance() {
return HolderClass.instance;
}
}

饿汉式单例类在类被加载时就将自己实例化,它的优点在于无须考虑多线程访问问题,可以确保实例的唯一性;从调用速度和反应时间角度来讲,由于单例对象一开始就得以创建,因此要优于懒汉式单例。但是无论系统在运行时是否需要使用该单例对象,由于在类加载时该对象就需要创建,因此从资源利用效率角度来讲,饿汉式单例不及懒汉式单例,而且在系统加载时由于需要创建饿汉式单例对象,加载时间可能会比较长。
懒汉式单例类在第一次使用时创建,无须一直占用系统资源,实现了延迟加载,但是必须处理好多个线程同时访问的问题,特别是当单例类作为资源控制器,在实例化时必然涉及资源初始化,而资源初始化很有可能耗费大量时间,这意味着出现多线程同时首次引用此类的机率变得较大,需要通过双重检查锁定等机制进行控制,这将导致系统性能受到一定影响。
静态内部类:我们既可以实现延迟加载,又可以保证线程安全,不影响系统性能,不失为一种最好的Java语言单例模式实现方式。
饿汉式的第三种:
考虑到“原子操作”,“指令重排”,目前的双重检查还不知最安全的。
知识点:“原子操作”
简单来说,原子操作(atomic)就是不可分割的操作,在计算机中,就是指不会因为线程调度被打断的操作。
知识点:什么是指令重排?
简单来说,就是计算机为了提高执行效率,会做的一些优化,在不影响最终结果的情况下,可能会对一些语句的执行顺序进行调整。直接上代码吧

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

volatile关键字的意思:就是不是从线程内存中读取这个变量,二是从主内存中读取,在这里面的应用有两点:

  1. 这个变量不会在多个线程中存在复本,直接从内存读取。
  2. 这个关键字会禁止指令重排序优化。也就是说,在 volatile 变量的赋值操作后面会有一个内存屏障(生成的汇编代码上),读操作不会被重排序到内存屏障之前。
    同样在饿汉式的静态成员上也可以加上volatile关键字
    private volatile static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();

更好的一种方式是使用枚举。不过用的人很少,而且听说枚举在android上有性能的损耗,没有具体研究过。目前常用的就是静态内部类的方法。