單例模式

1、單例模式的簡介

定義

保證每個類僅有一個實例，並給外部提供一個訪問它的全局訪問點。

思路

如果一個類能夠被創建多個實例，那么，這個類的構造方法肯定是公開的，外部通過此類的構造方法可以創建多個類的實例。只要類的構造方法能讓外部訪問到，我們就沒法控制類的實例的個數。

如果我們把創建類的實例的權限收回來，讓類自身負責創建實例，然后由類本身來提供外部訪問這個類的實例的方法，就實現了單例模式。

 

在Java中，單例模式的實現分為兩種，一種是懶漢式，另一種是餓漢式。區別在於具體創建對象實例的處理上，有不同的方式。

懶漢式

/** * 懶漢式 * @author Bean_bag */
public class Singleton { //存儲創建好的實例對象
    private static Singleton uniqueInstance = null; //私有化構造方法
    private Singleton(){} //為外部提供類實例
    public static synchronized Singleton getInstance(){ //判斷變量是否有值
        if (uniqueInstance == null){ //沒有值，就創建對象並賦值
            uniqueInstance = new Singleton(); } //有值就直接使用
        return uniqueInstance; } }

 

餓漢式

/** * 餓漢式 * @author Bean_bag */
public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); //私有化構造方法
    private Singleton(){} //定義一個方法來為客戶端提供類實例
    public static Singleton getInstance(){ return uniqueInstance; } }

2、單例模式的詳解

功能

保證類在運行期間只會創建一個實例，並提供了一個全局唯一的訪問這個類的訪問點，就是代碼中的getInstance()方法。不管懶漢式還是餓漢式，這個訪問點是一樣的。對單例模式本身而言，它只關心類實例的創建問題，並不關心具體的業務問題。

范圍

目前Java里面實現的單例是一個ClassLoader及其子ClassLoader的范圍，因為一個ClassLoader在裝載餓漢式單例的時候，就會創建一個類的實例。如果一個虛擬機里面有多個ClassLoader，而這些ClassLoader都裝載某個類的話，就算這個類是單例類，也會產生很多個實例。如果一個機器上有多個虛擬機，那么每個虛擬機里都應該至少有一個這個類的實例，整個機器上有多個實例，就不再是單例了。

關於ClassLoader的更多介紹

https://zhuanlan.zhihu.com/p/51374915

優缺點

懶漢式是典型的時間換空間。每次獲取實例都會進行判斷，判斷是否需要創建實例，浪費判斷的時間。如果沒人使用，就不會創建實例，節省內存空間。

餓漢式是典型的時間換空間，不管是否使用，都創建出來，每次調用的時候，就不再去判斷，節省了運行時間。

線程安全

不加同步的懶漢式是線程不安全的

餓漢式是線程安全的，因為虛擬機保證了只會裝載一次，在裝載類的時候是不會發生並發的。

3、Java中一種更好的單例實現方式

public class Singleton { /** * 類級的內部類，也就是靜態的成員式內部類，該內部類的實例與外部類的實例 * 沒有綁定關系，而且只有被調用到才會裝載，從而實現了延遲加載 */
    private static class SingleHolder{ private static Singleton instance = new Singleton(); } /** * 私有化構造方法 */
    private Singleton(){} public static Singleton getInstance(){ return SingleHolder.instance; } }

當getInstance()方法在第一次調用的時候，它第一次讀取SingleHolder.instance，導致SingleHolder類得到初始化。而這個類在裝載並初始化的時候，會初始化它的靜態域，從而創建Singleton實例。由於是靜態的域，因此只會被虛擬機在裝載類的時候初始化一次，有虛擬機來保證它的線程安全性。