設計模式—singleton(單例模式)

計蒜未來發表於2021-03-26
設計模式單例

單例模式

  • 單例設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。這種模式涉及到一個單一的類，該類負責建立自己的物件，同時確保只有單個物件被建立。

    這個類提供了一種訪問其唯一的物件的方式，可以直接訪問，不需要例項化該類的物件。

應用例項

  • Windows是多程式多執行緒的，通過唯一的例項來操作一個檔案，避免地出現多個程式或執行緒同時操作一個檔案的現象。

  • 一些裝置管理器常常設計為單例模式（如一個電腦有兩臺印表機，在輸出的時候就要處理不能兩臺印表機列印同一個檔案）。

使用場景

  • 要求生產唯一序列號。

  • WEB 中的計數器，不用每次重新整理都在資料庫里加一次，用單例先快取起來。

  • 建立的一個物件需要消耗的資源過多，比如 I/O 與資料庫的連線等。

單例實現

  • 方式一

方式二

  • 改進了方式一的缺點，但同時帶來了執行緒安全問題

  • 假設有兩個執行緒，執行緒1到第9行判斷完例項是否為空時(還沒到new一個例項)，執行緒2也到了判斷例項是否為空的位置，

    因為執行緒1還沒建立例項，INSTANCE仍為空，執行緒2建立完一個例項後，執行緒1繼續執行也建立了一個例項。

方式三

  • 通過synchronized加鎖，解決方式二的執行緒安全問題，但也帶來了效率下降。

  • 通過加鎖，鎖定了Mgr03.class物件，因此輸出的hashcode是相同的。

方式四

  • 雙重校驗鎖，完美的單例模式寫法之一。

  • 如果只有外層判斷，就會出現執行緒安全問題（如同方式二）。

方式五

  • 靜態內部類方式，解決了方式一的問題，達到了按需初始化的目的，是完美的單例模式之一。

方式六

  • 通過列舉實現單例

public class Mgr05 {
	private Mgr05() {};
	//類Mgr05載入時，內部類不會載入
	private static class Mgr05Holder{
		private final static Mgr05 INSTANCE=new Mgr05();
	}
	//呼叫getInstance(),類Mgr05Holder載入
	public static Mgr05 getInstance() {return Mgr05Holder.INSTANCE;};
	public static void main(String[] args) {
		for(int i=0;i<200;i++) {
			new Thread(()->{
				System.out.println(Mgr05.getInstance().hashCode());
			}).start();
		}
	}
}


public class Mgr04 {
	private static volatile Mgr04 INSTANCE;
	private Mgr04() {};
	public static synchronized Mgr04 getInstance() {
		if(INSTANCE==null) {//雙重校驗鎖
			synchronized (Mgr04.class) {
				if(INSTANCE==null) {
					try {
						Thread.sleep(10);
					}catch(InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
			INSTANCE=new Mgr04();	
		}
		return INSTANCE;
	}
	public void c() {System.out.println("c");}
	public static void main(String[] args) {
		for(int i=0;i<200;i++) {
			new Thread(()->{
				System.out.println(Mgr04.getInstance().hashCode());
			}).start();
		}
}
}

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