Java中的单例设计模式

Java

发布日期: 2021-01-02

更新日期: 2022-07-31

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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;
    }
}