引言:
单例设计模式是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。
单例设计模式(Singleton)概念:
所谓的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只能提供一个取得其对象实例的方法。如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象,我们首先必须将类的构造器的访问权限设置为private,这样,就不能用new操作符在类的外部产生该类的对象了,但是在类的内部任然可以产生该类的对象。因为在类的外部开始还无法得到该类的对象,只能调用该类的某个静态方法以返回在类内部创建的该类对象。有因为静态方法只能访问类中的静态成员变量,所以,在类内部产生的该类对象变量也必须定义成静态的。
单例模式的优点:
由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能的开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决。
单例模式举例:
java.lang.Runtime就是一个典型的单例模式。
“饿汉式”单例模式:一上来就造好单例对象,等着被用。
public class Singleton {
public static void main(String[] args) {
// Bank bank1 = new Bank();//报错'Bank()' has private access in 'Bank'
// Bank bank2 = new Bank();//报错'Bank()' has private access in 'Bank'
Bank bank1 = Bank.getInstance();
Bank bank2 = Bank.getInstance();
System.out.println(bank1 == bank2);//true
}
}
class Bank {
//1.私有化类的构造器
private Bank() {
}
//2.内部创建该类的对象
//4.要求此对象也必须声明为静态的
private static Bank instance = new Bank();
//3.提供公共的静态方法,返回类的对象
public static Bank getInstance() {
return instance;
}
}
public class Singleton {
public static void main(String[] args) {
Bank bank1 = new Bank();
Bank bank2 = new Bank();
System.out.println(bank1 == bank2);//true
}
}
class Bank {
private Bank(){}
private static Bank instance = null;
static {
instance = new Bank();
}
public static Bank getInstance() {
return instance;
}
}
public class Singleton {
public static void main(String[] args) {
//Bank.instance = null;
System.out.println(Bank.instance == Bank.instance);//true
}
}
class Bank {
//加上final关键字,避免在外部重新赋值
public static final Bank instance = new Bank();
private Bank() {}
}
“懒汉式”单例模式:第一次被用的时候才造单例对象。
public class Singleton {
public static void main(String[] args) {
// Bank bank1 = new Bank();//报错'Bank()' has private access in 'Bank'
// Bank bank2 = new Bank();//报错'Bank()' has private access in 'Bank'
Bank bank1 = Bank.getInstance();
Bank bank2 = Bank.getInstance();
System.out.println(bank1 == bank2);//true
System.out.println(bank1.equals(bank2));//true
}
}
class Bank {
//1.私有化类的构造器
private Bank() {
}
//2.声明当前类对象,没有初始化
//4.此对象也必须声明为static的
private static Bank instance = null;
//3.声明public、static的返回当前类对象的方法
public static Bank getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Bank();
}
return instance;
}
}
“饿汉式”单例模式 与 “懒汉式”单例模式区别
饿汉式:
坏处:对象加载时间过长。
好处:饿汉式是线程安全的懒汉式:
好处:延迟对象的创建。
目前的写法坏处:线程不安全。但是可以修改为线程安全的。
单例模式的一些应用场景:
- 网站的计数器:一般是单例模式实现,否则难以实现同步。
- 应用程序的日志应用:一般都使用单例模式实现,因为共享的日志文件一般一直处于打开状态,只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
- 数据库连接池:数据库连接池的设计一般也是采用单例模式来实现,因为数据库连接是一种数据库资源。
- 读取配置文件的类:项目中,读取配置文件的类一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据,都生成一个对象去读取。
- Application 也是单例的典型应用
- Windows的Task Manager(任务管理器)也是很典型的单例模式
- Windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。