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《HeadFirst设计模式》学习日志(五):单例模式

2019-02-27


学习资料主要参考: 《Head First 设计模式》



单例模式是用来创建独一无二的、只有一个实例的类。

常用来管理共享的资源,例如数据库连接或者线程池。

有许多时候,我们只需要一个对象,比如线程池、缓存、打印机等,如果有多个对象,可能会导致许多问题发生,比如程序异常、资源使用过量。

经典的单例模式

public class Singleton {

    private static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

注意点:

  • 将类的构造器修饰符变为 private, 这样子别的地方就无法实例化这个类。
  • 只能通过这个类的 getUniqueInstance 方法来获取对象。这个对象有可能是刚刚创建的,也可能是之前创建的。如果我们一直不调用 getUniqueInstance 方法,Singleton 对象就不会创建,这就是“延迟实例化”。

定义单例模式

确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

经典单例模式的局限性

多线程下,可能无法正常工作,因为 getUniqueInstance 并不是线程安全的。

那么只要把 getUniqueInstance 变为线程安全(添加synchronized 关键字)的就可以解决这个局限了。

上述解决方法又引入了新的问题:

  • 同步方法后,性能降低
  • 其实只需要在第一次调用 getUniqueInstance 方法时进行同步即可,但是这种写法,每次调用方法都会同步,其实是一种浪费

如何改善呢?遵循一下原则:

  1. 如果 getUniqueInstance 的性能对应用不是很关键,就什么都别做
  2. 提前实例化好对象,而不是延迟实例化
  3. 使用“双重检查加锁”,减少 getUniqueInstance 的同步

双重检查加锁

public class Singleton {

    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

注意点:

  • 实例对象修饰符为 volatile
  • 先检查对象是否存在,不存在的话再进入同步代码块
  • 进入同步代码块后,再检查一次对象是否存在

总结

经典单例模式

优点:简单有效;缺点:多线程下可能会有问题。

同步 getInstance 方法

优点:解决了多线程下的问题;缺点:多次同步,性能不佳,产生浪费。

急切初始化

优点:简单、避免同步、多线程下正常工作;缺点:需要提前初始化,如果对象没有使用,会产生资源浪费。

双重检查加锁

优点:解决了多线程下不同步的问题,同时又避免了同步方法下的性能问题;缺点:代码有点多。


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