怎么掌握Java的單例模式

這篇“怎么掌握Java的單例模式”文章的知識點大部分人都不太理解，所以小編給大家總結了以下內容，內容詳細，步驟清晰，具有一定的借鑒價值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“怎么掌握Java的單例模式”文章吧。

單例模式：

首先在Java中有23種設計模式：

• 創建型模式： 工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式、建造者模式、原型模式

• 結構型模式： 適配器模式、裝飾者模式、代理模式、外觀模式、橋接模式、組合模式、享元模式

• 行為型模式：：策略模式、模板方法模式、觀察者模式、迭代子模式、責任鏈模式、命令模式、備忘錄模式、狀態模式、訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。

1、什么是單例模式：

定義：
指一個類只有一個實例，且該類能自行創建這個實例的一種模式。可以避免因打開多個任務管理器窗口而造成內存資源的浪費，或出現各個窗口顯示內容的不一致等錯誤。比如咱們電腦是不是只能打開一個任務管理器？對吧，這就是為了防止資源浪費和其他錯誤。

項目中一般可以通過單例模式來獲取同一個對象來調用工具方法，這樣的好處是節約內存資源，我沒有必要創建多個不同的對象，因為這樣消耗內存資源

簡而言之： 單例就是程序只有一個實例，該類負責創建自己的對象，同時要確保只有一個對象創建

單例模式的特點：

1. 構造器私有

2. 持有自己類型的屬性

3. 對外提供獲取實例的靜態方法

單例模式的結構圖：

2、單例模式的優缺點：

優點：

1. 減少了內存的開銷

2. 避免對資源的多重占用

3. 設置全局訪問點，可以優化和共享資源的訪問

缺點（參考自互聯網）：

1. 一般沒有接口，擴展困難。如果要擴展，則除了修改原來的代碼，沒有第二種途徑，違背開閉原則

2. 在并發測試中，單例模式不利于代碼調試。在調試過程中，如果單例中的代碼沒有執行完，也不能模擬生成一個新的對象

3. 單例模式的功能代碼通常寫在一個類中，如果功能設計不合理，則很容易違背單一職責原則

看一張單例模式的思維導圖：

3、懶漢模式（比較常用）

懶漢模式特征是延遲初始化,在調用方法獲取實例的時候才會實例化對象
線程不安全，嚴格意義上來說不是單例模式，優勢是在獲取實例才會創建對象因此更節省內存開銷

Demo：

public class SingLeton {

    //1、有自己類型的屬性
    private static SingLeton instance;

    //2、構造器私有化
    private SingLeton(){}

    //3、對外提供獲取實例的靜態方法
    public static SingLeton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new SingLeton();
        }
        return instance;
    }}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        //判斷是否產生的是同一個對象
        SingLeton s1 = SingLeton.getInstance();
        SingLeton s2 = SingLeton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }}

輸出：

true

注意：

關于懶漢模式線程非安全

現在知道懶漢模式的線程是非安全的，那么就需要使用鎖（synchronized ）來同步：

/**
 *   保證 instance 在所有線程中同步
 */public class SingLeton2 {

        //1、有自己類型的屬性
        private static volatile SingLeton2 instance ;    
        
        //2、構造器私有化
        private SingLeton2() {
        }

        public static synchronized SingLeton2 getInstance() {
            //getInstance 方法前加同步
            if (instance == null) {
                instance = new SingLeton2();
            }
            return instance;
        }
    }

如果是寫多線程，則不要刪除上例代碼中的關鍵字 volatile 和 synchronized，否則將存在線程非安全的問題。如果不刪除這兩個關鍵字就能保證線程安全，但是每次訪問時都要同步，會影響性能，且消耗更多的資源，這是懶漢式單例的缺點。

4、餓漢模式【推薦使用】

餓漢模式線程安全，常用，但是容易產生垃圾對象，因為餓漢模式一開始加載類的時候就初始化
了實例

Demo:

/**
 *
 * 餓漢模式
 */public class SingLeton {

    //持有自己類型的屬性   (和懶漢一樣)
    //由于static修飾，只在類加載的時候執行一次，類加載的時候就實例化對象
    private static SingLeton instance = new SingLeton();

    //構造器私有化，不能通過它創建對象
    private SingLeton(){};

    //對外提供獲取實例的靜態方法
    public static SingLeton getInstance(){
        return instance;
    }}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        //判斷是否產生的是同一個對象
        SingLeton s1 = SingLeton.getInstance();
        SingLeton s2 = SingLeton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }}

輸出：

true

懶漢模式和餓漢模式對比：

1. 懶漢模式延遲加載，非線程安全，餓漢模式線程安全

2. 懶漢模式剛運行不實例化對象，需要的時候才實例化對象，相當于來講更節省內存開銷

3. 餓漢模式只要運行都會加載類的時候就給你初始化了，就需要使用更大的內存

圖解：

5、單例模式的應用場景：

1. 需要經常創建的一些類，使用單例可以降低系統的內存壓力

2. 這個類只要求生成一個對象的時候，比如每個人的名字

3. 類創建實例時占用資源較多，或實例化耗時較長，且經常使用

4. 頻繁訪問數據庫或文件的對象

5. 類需要頻繁實例化，而創建的對象又頻繁被銷毀的時候，如多線程的線程池

6、單例模式的應用實例

這里使用懶漢式單例模式模擬產生班級的班長
分析： 在每一個學期內，班級的班長只有一人，所以適合用單例模式實現

Person類：

/**
 * 使用懶漢模式
 */public class Person {

    //保證instance在所有線程中同步
    private static volatile Person instance;

    private Person(){
        System.out.println("產生一個班長");
    }

    //加上synchronized鎖
    public static synchronized Person getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Person();
        }else {
            System.out.println("錯誤信息：已經有一個班長，不能再產生");
        }
        return instance;
    }

    public void getName(){
        System.out.println("我是班長：小強");
    }}

測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Person p1 = Person.getInstance();
        p1.getName(); //輸出班長名字

        Person p2 = Person.getInstance();
        p2.getName();

        if(p1 == p2){
            System.out.println("兩個班長是同一個人");
        }else {
            System.out.println("兩個班長是同一個人");

        }
    }}

運行結果：

產生一個班長
我是班長：小強
錯誤信息：已經有一個班長，不能再產生
我是班長：小強
兩個班長是同一個人

以上就是關于“怎么掌握Java的單例模式”這篇文章的內容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內容對大家有幫助，若想了解更多相關的知識內容，請關注億速云行業資訊頻道。