單例設計模式
這是一種常見常說的設計模式
- 餓漢式
- 懶漢式
其核心思想是:
保證在一個JVM中只有一個實例對象
好處:
1.針對於某些類的創建比較頻繁,對於一些很大的對象來說系統開銷很大
2.節省new 操作符,降低內存使用頻率,減輕了gc的壓力
3.有些類如交易所的核心交易引擎,控制著交易流程,如果該類被創建多個,那麽系統久完全亂了。
(就相當於一個軍隊出現了多個司令員同時指揮,肯定會亂成一團),
所以只有使用單例模式,才能保證核心交易服務器獨立控制整個流程。
1 //餓漢式 2 public class SingleInstance{ 3 //1.上來直接創建對象 4 public staticView CodeSingleInstance instance = new singleInstance(); 5 //2.私有化構造函數 6 private SingleInstance(){ 7 8 } 9 10 //3.提供給外界的方法來調用,返回對象實例 11 public static SingleInstance getInstance(){ 12 return instace; 13 } 14 15 } 16 17 //懶漢式 18 19 public class SingleInstance{ 20 //1.聲明變量 21 private staticSingleInstance instance =null; 22 //2.私有化構造 23 private SingleInstance(){ 24 25 } 26 //3.提供對外的方法 27 public static SingleInstance getInstance(){ 28 if( instance == null ){ 29 synchronized(SingleInstance.class){ 30 if( instance == null ){ 31 instance =new SingleInstance 32 } 33 } 34 }35 return instance ; 36 } 37 38 39 }
synchronized關鍵字鎖定的是對象,在用的時候,一定要在恰當的地方使用
(註意需要使用鎖的對象和過程,可能有的時候並不是整個對象及整個過程都需要鎖)。
將synchronized關鍵字加在了內部,也就是說當調用的時候是不需要加鎖的,只有在instance為null,並創建對象的時候才需要加鎖,性能有一定的提升。
但是,這樣的情況,還是有可能有問題的,看下面的情況:
在Java指令中創建對象和賦值操作是分開進行的,也就是說instance = new Singleton();語句是分兩步執行的。
但是JVM並不保證這兩個操作的先後順序,也就是說有可能JVM會為新的Singleton實例分配空間,然後直接賦值給instance成員,然後再去初始化這個Singleton實例。這樣就可能出錯了,
我們以A、B兩個線程為例:
>A、B線程同時進入了第一個if判斷
>A首先進入synchronized塊,由於instance為null,所以它執行instance = new Singleton();
>由於JVM內部的優化機制,JVM先畫出了一些分配給Singleton實例的空白內存,並賦值給instance成員(註意此時JVM沒有開始初始化這個實例),然後A離開了synchronized塊。
>B進入synchronized塊,由於instance此時不是null,因此它馬上離開了synchronized塊並將結果返回給調用該方法的程序。
>此時B線程打算使用Singleton實例,卻發現它沒有被初始化,於是錯誤發生了。
所以程序還是有可能發生錯誤,其實程序在運行過程是很復雜的,從這點我們就可以看出,尤其是在寫多線程環境下的程序更有難度,有挑戰性。我們對該程序再做進一步優化
public class Singleton { 2. 3. /* 私有構造方法,防止被實例化 */ 4. private Singleton() { 5. } 6. 7. /* 此處使用一個內部類來維護單例 */ 8. private static class SingletonFactory { 9. private static Singleton instance = new Singleton(); 10. } 11. 12. /* 獲取實例 */ 13. public static Singleton getInstance() { 14. return SingletonFactory.instance; 15. } 16. 17. /* 如果該對象被用於序列化,可以保證對象在序列化前後保持一致 */ 18. public Object readResolve() { 19. return getInstance(); 20. } 21.}View Code
使用內部類來維護單例的實現,JVM內部的機制能夠保證當一個類被加載的時候,這個類的加載過程是線程互斥的。這樣當我們第一次調用getInstance的時候,JVM能夠幫我們保證instance只被創建一次,並且會保證把賦值給instance的內存初始化完畢,這樣我們就不用擔心上面的問題。同時該方法也只會在第一次調用的時候使用互斥機制,這樣就解決了低性能問題。
尾聲
采用類的靜態方法,實現單例模式的效果,也是可行的,此處二者有什麽不同?
首先,靜態類不能實現接口。(從類的角度說是可以的,但是那樣就破壞了靜態了。因為接口中不允許有static修飾的方法,所以即使實現了也是非靜態的)
其次,單例可以被延遲初始化,靜態類一般在第一次加載是初始化。之所以延遲加載,是因為有些類比較龐大,所以延遲加載有助於提升性能。
再次,單例類可以被繼承,他的方法可以被覆寫。但是靜態類內部方法都是static,無法被覆寫。
最後一點,單例類比較靈活,畢竟從實現上只是一個普通的Java類,只要滿足單例的基本需求,你可以在裏面隨心所欲的實現一些其它功能,但是靜態類不行。從上面這些概括中,基本可以看出二者的區別,但是,從另一方面講,我們上面最後實現的那個單例模式,內部就是用一個靜態類來實現的,所以,二者有很大的關聯,只是我們考慮問題的層面不同罷了。兩種思想的結合,才能造就出完美的解決方案,就像HashMap采用數組+鏈表來實現一樣,其實生活中很多事情都是這樣,單用不同的方法來處理問題,總是有優點也有缺點,最完美的方法是,結合各個方法的優點,才能最好的解決問題!
單例設計模式