Android重拾设计模式系列——单例模式的5种实现
<p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/185e128b60f5265f35c150a5e53f5e2f.png"></p> <p style="text-align:center">封面-设计模式.png</p> <p>单例模式是我们最常使用,也是最简单的一种模式,主要用于只想系统中存在一个实例的情况,比如某个Manager。</p> <h2>定义及实质</h2> <ul> <li> <p>定义</p> <p>确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向系统提供这个实例。</p> </li> <li> <p>实质</p> <p>控制实例数量,确保只有一个实例。</p> </li> </ul> <h2>模式图解</h2> <h2>单例模式UML图</h2> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/b0295a2fa0af2cd868f6b079a2b9e052.png"></p> <p>单例模式UML图</p> <p>很直观明了,很简单。下面来看看单例模式的不同实现方案。</p> <h3>饿汉式</h3> <pre> <code class="language-java">public class Singleton{ private static fianl Singleton instance = new Singleton(); //私有化构造器,避免外部访问。使用反射仍然可以访问,所以安全是相对的。 //但仍然可以通过哈希值等进行限制,提高安全性。 priavte Singleton{ } //对外暴露的接口,用于获取实例 public static Singleton getInstance(){ return instance; } public void doSomething(){ System.out.println("doSomething"); } }</code></pre> <p>解释:</p> <ol> <li>饿汉式是利用了 <strong>static</strong> 关键字在类加载时就会进行初始化,并且缓存到 <strong>静态内存</strong> 中的特点,确保了调用 <strong>getInstance()</strong> 时,无须担心 <strong>instance</strong> 为null;</li> <li>通过 <strong>fianl</strong> 关键字,式单例在多线程情况下的安全,因为JVM会自动对 <strong>fianl</strong> 进行上锁同步。</li> </ol> <p>优点:能够在线程安全的情况下实现单例。</p> <p>缺点:由于类一加载就会创建实例,所以会较早占用系统资源。</p> <h3>懒汉式</h3> <pre> <code class="language-java">public class Singleton{ private static Singleton instance; priavte Singleton{ } //加synchronized上锁,可以一定程度上确保安全性 public static synchronized Singleton getInstance(){ if(instance == null){ instance = new Singleton(); } return instance; } public void doSomething(){ System.out.println("doSomething"); } }</code></pre> <p>解释:</p> <ol> <li>懒汉式体现了延迟加载的的思想。对象实例只有在第一次调用 <strong>getInstance()</strong> 方法时才会被创建,一定程度上的节约了系统资源;</li> <li>懒汉式在单线程下能够很好的工作,但是并发下就很有可能会创建多个实例。</li> </ol> <p>优点:能够实现延迟加载,节约内存。在单线程中能很好工作。</p> <p>缺点:并发下可能会创建多个实例,每次判断都会耗费一些时间。</p> <h3>DCL双重检查实现单例</h3> <pre> <code class="language-java">public class Singleton{ //这里使用了volatile关键字,它能够确保insatnce变量每次都直接从主内存(而不是寄存器)中加载最新赋值。 private volatile static Singleton instance = null; priavte Singleton{ } //这里进行了两次null检查,即双重检查锁定,这能很大程度的确保安全性 public static Singleton getInstance(){ if(instance == null){ synchroniazed(Singleton.class){ if(instance == null){ instance = new Singleton(); } } } return instance; } public void doSomething(){ System.out.println("doSomething"); } }</code></pre> <p>优点:既能很大程度上确保线程安全,又能实现延迟加载。</p> <p>缺点:使用 <strong>volatile</strong> 关键字会使JVM对该段代码的优化丧失,影响性能。并且在一些高并发的情况下,仍然可能创建多个实例,这称为 <strong>双重检查锁定失效</strong> ,有一些书中作者均认为这是一种“丑陋”的单例实现方案。</p> <h3>静态内部类实现单例</h3> <pre> <code class="language-java">public class Singleton{ priavte Singleton{ } public static Singleton getInstance(){ return SingletonHolder.instance; } //静态内部类确保了在首次调用getInstance()的时候才会初始化SingletonHolder,从而导致实例被创建。 //并且由JVM保证了线程的安全。 priavte static class SingletonHolder{ priavte static final Singleton instance = new Singleton(); } public void doSomething(){ System.out.println("doSomething"); } }</code></pre> <p>这是单例模式最好的实现方法之一。</p> <h3>枚举类实现单例</h3> <p>枚举能够确保实例的唯一性,能够最大程度上确保线程安全,并且提供无偿序列化机制。所以在不对延迟加载有太高要求的情况下,使用枚举创建单例是最佳的方案!</p> <pre> <code class="language-java">public enum Singleton{ INSTANCE; public void doSomething(){ System.out.println("doSomething"); } }</code></pre> <h2>拓展</h2> <h2>以下几种情况下JVM会自动帮助我们完成同步:</h2> <ul> <li>静态初始化器(static{}代码块)初始化数据时;</li> <li>访问final字段时;</li> <li>在创建线程之前创建对象;</li> <li>线程可以看见它将要创建的对象时。</li> </ul> <p> </p> <p>来自:http://www.jianshu.com/p/beddc8c8bbca</p> <p> </p>
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