设计模式(一):单例模式

Singleton (单例模式)

确保一个类有且只有一个实例,避免产生多个对象消耗过多的资源,或者某种类型的对象只应该有且只有一个

实现单例模式的几个注意点:

  1. 构造函数不对外开放,一般设为private
  2. 通过一个静态方法或者枚举返回一个单例类对象
  3. 确保单例类的对象有且只有一个,尤其是在多线程环境下
  4. 确保单例类对象在反序列化时不会重新构建对象

实现方式汇总

饿汉式

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public class Singleton {

private static Singleton instance = new Singleton();

private Singleton(){}

public static Singleton getInstance(){
return instance;
}

}

懒汉式

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public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton(){}

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

}

优点: 只有在使用时才会实例化,在一定程度上节约资源

缺点: 第一次加载时需要及时进行实例化,反应稍慢

有的时候为了线程同步也会为getInstance()添加synchronized关键字

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public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton(){}

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

优点: 在多线程的情况下保证单例对象唯一性的手段

缺点: 每次调用getInstance()方法都进行同步,造成不必要的开销

Double Cheack Lock (DCL) 实现单例

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public class Singleton {

private static Singleton instance = null;

private Singleton() {}

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

优点: 既能够在需要时才初始化单例,又能够保证线程安全,且单例对象初始化后调用getInstance()不进行同步锁,资源利用率高

缺点: 第一次加载时反应稍慢,也由于Java内存模型的原因偶尔会失败,在高并发情况下可能出现DCL失效问题,虽然概率很小

总结: 能够在绝大多数场景下保证单例对象的唯一性,除非你的代码在并发场景比较复杂,或低于JDK 6版本下使用,否则,这种方式一般能够满足需求

静态内部类单例模式

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public class Singleton {
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.sInstance;
}

private static class SingletonHolder {
private static final Singleton sInstance = new Singleton();
}
}

由于在DCL在高并发的情况下,可能出现DCL失效问题,所以这里更建议采用这种创建单例类的方式,原因如下:
当第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance,只有在第一次调用Singleton的getInstance()方法时才会导致sInstance初始化,第一次调用时
会导致虚拟机加载SingletonHolder类,这种方式技能保证线程安全,也能保证单例对象的唯一性,同时也延迟了单例的实例化。

枚举单例

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public enum SingletonEnum {
INSTANCE;
}

这种方式写法简单,并且默认枚举实例的创建是线程安全的

使用容器实现单例模式

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public class SingletonManager {
private static Map<String, Object> objectMap = new HashMap<>();
private SingletonManager() {}
public static void registerService(String key, Object instance) {
if (!objectMap.containsKey(key)) {
objectMap.put(key, instance);
}
}

public static Object getService(String key) {
return objectMap.get(key);
}
}

将多种单例类型注入到一个统一的管理类中,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。

利用这种方式有以下几个优势:

  • 可以管理多种类型的单例
  • 并且在使用可以通过统一的接口进行获取操作,降低用户成本
  • 对用户隐藏了具体实现,降低了耦合度

无论采用哪种方式,都应该根据项目本身来决定

参考:《Android源码设计模式解析与实战》

源码地址

更多内容

文章作者: Inno Fang
文章链接: https://innofang.github.io/2017/02/18/设计模式-一-单例模式/
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