第 5 章 单例设计模式
第 5 章 单例设计模式
1、单例设计模式介绍
- 所谓类的单例设计模式, 就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中, 对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。
- 比如
Hibernate
的SessionFactory
, 它充当数据存储源的代理, 并负责创建Session
对象。SessionFactory
并不是轻量级的, 一般情况下, 一个项目通常只需要一个SessionFactory
就够,这是就会使用到单例模式。
2、单例设计模式八种方式
单例模式有八种方式:
- 饿汉式(静态常量)
- 饿汉式(静态代码块)
- 懒汉式(线程不安全)
- 懒汉式(线程安全, 同步方法)
- 懒汉式(线程安全, 同步代码块)
- 双重检查
- 静态内部类
- 枚举
3、饿汉式(静态常量)
饿汉式(静态常量)的具体实现步骤
- 构造器私有化 (防止
new
) - 类的内部创建对象
- 向外暴露一个静态的公共方法:
getInstance()
饿汉式(静态常量)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest01 {public static void main(String[] args) {// 测试Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}//饿汉式(静态变量) class Singleton {// 1. 构造器私有化, 外部不能newprivate Singleton() {}// 2.本类内部创建对象实例private final static Singleton instance = new Singleton();// 3. 提供一个公有的静态方法,返回实例对象public static Singleton getInstance() {return instance;}}
-
程序运行结果
true instance.hashCode=366712642 instance2.hashCode=366712642
饿汉式(静态常量)的优缺点说明
- 优点: 这种写法比较简单, 就是在类装载的时候就完成实例化。 避免了线程同步问题。
- 缺点: 在类装载的时候就完成实例化, 没有达到
Lazy Loading
的效果。 如果从始至终从未使用过这个实例, 则会造成内存的浪费 - 这种方式基于
Classloder
机制避免了多线程的同步问题, 不过,instance
在类装载时就实例化, 在单例模式中大多数都是调用getInstance()
方法获取单例对象, 但是导致类装载的原因有很多种, 因此不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法) 导致类装载, 这时候初始化单例对象,就没有达到lazy loading
的效果 - 结论: 这种单例模式可用, 可能造成内存浪费
4、饿汉式(静态代码块)
饿汉式(静态代码块)的具体实现步骤
- 构造器私有化,外部不能
new
- 在本类内部的静态代码块中,创建单例对象
- 提供一个公有的静态方法,返回实例对象
饿汉式(静态代码块)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest02 {public static void main(String[] args) {// 测试Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}//饿汉式(静态变量) class Singleton {// 1. 构造器私有化, 外部不能newprivate Singleton() {}// 2.本类内部创建对象实例private static Singleton instance;static { // 在静态代码块中,创建单例对象instance = new Singleton();}// 3. 提供一个公有的静态方法,返回实例对象public static Singleton getInstance() {return instance;}}
-
程序运行结果
true instance.hashCode=366712642 instance2.hashCode=366712642
饿汉式(静态代码块)的优缺点说明
- 这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。
- 结论: 这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
5、懒汉式(线程不安全)
懒汉式(线程不安全)的具体实现步骤
- 构造器私有化,外部不能
new
- 在本类内部的
getInstance()
静态方法中,判断单例对象是否为空- 如果为空,则创建单例对象并返回
- 如果不为空,则直接返回此对象
懒汉式(线程不安全)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest03 {public static void main(String[] args) {System.out.println("懒汉式1 , 线程不安全~");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}// 提供一个静态的公有方法,当使用到该方法时,才去创建 instance// 即懒汉式public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;} }
-
程序运行结果
懒汉式1 , 线程不安全~ true instance.hashCode=366712642 instance2.hashCode=366712642
懒汉式(线程不安全)的优缺点说明
- 起到了
Lazy Loading
的效果, 但是只能在单线程下使用。 - 如果在多线程下, 一个线程进入了
if (singleton == null)
判断语句块, 还未来得及往下执行, 另一个线程也通过了这个判断语句, 这时便会产生多个实例。 所以在多线程环境下不可使用这种方式 - 结论: 在实际开发中, 不要使用这种方式
6、懒汉式(同步方法)
懒汉式(同步方法)的具体实现步骤
- 构造器私有化,外部不能
new
- 在本类内部的
getInstance()
静态同步方法中,判断单例对象是否为空- 如果为空,则创建单例对象并返回
- 如果不为空,则直接返回此对象
懒汉式(同步方法)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest04 {public static void main(String[] args) {System.out.println("懒汉式2 , 线程安全~");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}// 懒汉式(线程安全,同步方法) class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}// 提供一个静态的公有方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题// 即懒汉式public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;} }
-
程序运行结果
懒汉式2 , 线程安全~ true instance.hashCode=366712642 instance2.hashCode=366712642
懒汉式(同步方法)的优缺点说明
- 解决了线程安全问题
- 效率太低了, 每个线程在想获得类的实例时候, 执行
getInstance()
方法都要进行同步。 而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了, 后面的想获得该类实例, 直接return
就行了。 方法进行同步效率太低 - 结论: 在实际开发中, 不推荐使用这种方式
7、懒汉式(同步代码块)
懒汉式(同步代码块)的具体实现步骤
- 构造器私有化,外部不能
new
- 在本类内部的
getInstance()
静态方法中,先判断对象是否为空- 如果为空,则加锁创建单例对象,并返回
- 如果不为空,则直接返回此对象
懒汉式(同步代码块)的代码实现
代码实现
class Singleton{private static Singleton singleton; private Singleton(){ }public static singleton getInstance(){if(singleton==null){synchronized(Singleton. class){singleton=new Singleton();}}}return singleton;
}
懒汉式(同步代码块)的优缺点说明
- 这种方式,本意是想对第四种实现方式的改进,因为前面同步方法效率太低,改为同步产生实例化的的代码块
- 但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第
3
种实现方式遇到的情形一致,假如一个线程进入了if (singleton == null)
判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例 - 结论:在实际开发中, 不能使用这种方式
8、懒汉式(双重检查)
懒汉式(双重检查)的具体实现步骤
- 构造器私有化,外部不能
new
- 在本类内部的
getInstance()
静态方法中,先判断对象是否为空- 如果为空,则先加锁,再判断此单例对象是否为空,如果还为空,才创建对象
- 如果不为空,则直接返回此对象
- 注意:单例变量需要使用
volatile
关键字进行修饰,保证内存可见性,以及防止指令重排序
懒汉式(双重检查)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest06 {public static void main(String[] args) {System.out.println("双重检查");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}// 懒汉式(线程安全,同步方法) class Singleton {private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}// 提供一个静态的公有方法,加入双重检查代码,解决线程安全问题, 同时解决懒加载问题// 同时保证了效率, 推荐使用public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;} }
-
程序运行结果
双重检查 true instance.hashCode=366712642 instance2.hashCode=366712642
懒汉式(双重检查)的优缺点说明
Double-Check
概念是多线程开发中常使用到的, 如代码中所示, 我们进行了两次if (singleton == null)
检查, 这样就可以保证线程安全了- 这样, 实例化代码只用执行一次, 后面再次访问时, 判断
if (singleton == null)
, 直接return
实例化对象, 也避免的反复进行方法同步 - 线程安全; 延迟加载; 效率较高
- 结论: 在实际开发中, 推荐使用这种单例设计模式
9、懒汉式(静态内部类)
懒汉式(静态内部类)的具体实现步骤
- 构造器私有化,外部不能
new
- 在本类内部新增一个静态内部类,封装一个单例对象,用于实现单例模式
- 静态内部类的实现方式本质是利用类加载的同步机制,保证单例对象的线程安全,并且该方式能保证该单例对象的懒加载机制,因为只有用到静态内部类时,才会加载该静态内部类以及单例对象
- 在本类内部提供一个静态方法
getInstance()
用于返回静态内部类中的单例对象
懒汉式(静态内部类)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest07 {public static void main(String[] args) {System.out.println("使用静态内部类完成单例模式");Singleton instance = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance == instance2); // trueSystem.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());}}// 静态内部类完成, 推荐使用 class Singleton { //构造器私有化private Singleton() {}//写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singletonprivate static class SingletonInstance {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); }//提供一个静态的公有方法,直接返回SingletonInstance.INSTANCEpublic static Singleton getInstance() {return SingletonInstance.INSTANCE;} }
-
程序运行结果
使用静态内部类完成单例模式 true instance.hashCode=366712642 instance2.hashCode=366712642
懒汉式(静态内部类)的优缺点说明
- 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
- 静态内部类方式在
Singleton
类被装载时并不会立即实例化,而是在需要实例化时,调用getInstance()
方法,才会装载SingletonInstance
类,从而完成Singleton
的实例化。 - 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,
JVM
帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。 - 优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高。
- 结论:推荐使用。
10、饿汉式(枚举)
饿汉式(枚举)的具体实现步骤
通过枚举类实现单例模式
饿汉式(枚举)的代码实现
-
代码实现
public class SingletonTest08 {public static void main(String[] args) {Singleton instance = Singleton.INSTANCE;Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;System.out.println(instance == instance2);System.out.println(instance.hashCode());System.out.println(instance2.hashCode());instance.sayOK();} }//使用枚举,可以实现单例, 推荐 enum Singleton {INSTANCE; // 属性public void sayOK() {System.out.println("ok~");} }
-
程序运行结果
true 366712642 366712642 ok~
饿汉式(枚举)的优缺点说明
- 这借助
JDK1.5
中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象。 - 这种方式是
Effective Java
作者Josh Bloch
提倡的方式。如果用枚举去实现一个单例,属于饿汉模式。 - 结论:推荐使用
11、Rumtime 单例模式
Runtime 源码
这是典型的饿汉式啊
public class Runtime {private static Runtime currentRuntime = new Runtime();/*** Returns the runtime object associated with the current Java application.* Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance* methods and must be invoked with respect to the current runtime object.** @return the <code>Runtime</code> object associated with the current* Java application.*/public static Runtime getRuntime() {return currentRuntime;}/** Don't let anyone else instantiate this class */private Runtime() {}
12、单例模式注意事项
- 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能
- 当想实例化一个单例类的时候,必须要记住使用相应的获取对象的方法,而不是使用
new
- 单例模式使用的场景:需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即: 重量级对象),但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、
session
工厂等)
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2024/5/8 9:51:44 - python django 小程序图书借阅源码
开发工具: PyCharm,mysql5.7,微信开发者工具 技术说明: python django html 小程序 功能介绍: 用户端: 登录注册(含授权登录) 首页显示搜索图书,轮播图࿰…...
2024/5/9 6:36:49 - 电子学会C/C++编程等级考试2022年03月(一级)真题解析
C/C++等级考试(1~8级)全部真题・点这里 第1题:双精度浮点数的输入输出 输入一个双精度浮点数,保留8位小数,输出这个浮点数。 时间限制:1000 内存限制:65536输入 只有一行,一个双精度浮点数。输出 一行,保留8位小数的浮点数。样例输入 3.1415926535798932样例输出 3.1…...
2024/5/9 4:33:29 - 配置失败还原请勿关闭计算机,电脑开机屏幕上面显示,配置失败还原更改 请勿关闭计算机 开不了机 这个问题怎么办...
解析如下:1、长按电脑电源键直至关机,然后再按一次电源健重启电脑,按F8健进入安全模式2、安全模式下进入Windows系统桌面后,按住“winR”打开运行窗口,输入“services.msc”打开服务设置3、在服务界面,选中…...
2022/11/19 21:17:18 - 错误使用 reshape要执行 RESHAPE,请勿更改元素数目。
%读入6幅图像(每一幅图像的大小是564*564) f1 imread(WashingtonDC_Band1_564.tif); subplot(3,2,1),imshow(f1); f2 imread(WashingtonDC_Band2_564.tif); subplot(3,2,2),imshow(f2); f3 imread(WashingtonDC_Band3_564.tif); subplot(3,2,3),imsho…...
2022/11/19 21:17:16 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...
win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面,在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机,虽然这比较麻烦,但是对系统进行配置和升级…...
2022/11/19 21:17:15 - 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...
有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows,请勿关闭计算机”的提示,要过很久才能进入系统,有的用户甚至几个小时也无法进入,下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法:我们首先在左下角的“开始…...
2022/11/19 21:17:14 - win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...
置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题,电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update,请勿关机”(如下图所示),而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢?一切都是正常操作的,为什么开时机呈现“正…...
2022/11/19 21:17:13 - 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...
Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示,没过几秒后电脑自动重启,每次开机都这样无法进入系统,此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一:开机按下F8,在出现的Windows高级启动选…...
2022/11/19 21:17:12 - 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...
有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况,就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机,碰到这样的问题该怎么解决呢,现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法:1、2、依次…...
2022/11/19 21:17:11 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...
今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后,每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面,提示请勿关闭计算机”,每次停留好几分钟才能正常关机,导致什么情况引起的呢?出现配置Windows Update…...
2022/11/19 21:17:10 - 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...
只能是等着,别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚,只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一:管理员运行cmd:net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...
2022/11/19 21:17:09 - 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?
原标题:电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢?一般的方…...
2022/11/19 21:17:08 - 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...
关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!关机提示 windows7 正在配…...
2022/11/19 21:17:05 - 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...
钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...
2022/11/19 21:17:05 - 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...
前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了,具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面,长时间没反应,无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过,网上搜了不少资料&#x…...
2022/11/19 21:17:04 - 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...
本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法,并在最后教给你1种保护系统安全的好方法,一起来看看!电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中,添加了1个新功能在“磁…...
2022/11/19 21:17:03 - 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...
许多用户在长期不使用电脑的时候,开启电脑发现电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢?下面小编就带着大家一起看看吧!如果能够正常进入系统,建议您暂时移…...
2022/11/19 21:17:02 - 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...
配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...
2022/11/19 21:17:01 - 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...
不知道大家有没有遇到过这样的一个问题,就是我们的win7系统在关机的时候,总是喜欢显示“准备配置windows,请勿关机”这样的一个页面,没有什么大碍,但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机,非常…...
2022/11/19 21:17:00 - 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...
当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时,一般是您正对windows进行升级,但是这个要是长时间没有反应,我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了,来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...
2022/11/19 21:16:59 - 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...
我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况,当我们打开电脑之后,发现一直停留在一个界面:“配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机”,等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢࿰…...
2022/11/19 21:16:58 - 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”
Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...
2022/11/19 21:16:57