第四章 单例模式

news2024/9/21 3:33:42

文章目录

  • 前言
  • 一、单例模式的介绍
  • 二、单例模式的 8 种实现方式（懒汉式要注意线程安全问题）
    • 1、饿汉式（静态常量）
      • 优缺点：可能会造成内存的浪费，但也只能浪费内存
    • 2、饿汉式（静态代码块）
    • 3、懒汉式（线程不安全）不推荐
      • 缺点：多线程不安全
    • 4、懒汉式（线程安全，同步方法）添加 synchronized 关键字
      • 缺点效率太低
    • 5、懒汉式（同步代码块）不能使用，解决不了线程安全问题
    • 6、懒汉式（双重检查加 volatile关键字）推荐使用
    • 7、静态内部类
      • 优缺点
    • 8、使用枚举实现单例懒加载
  • 三、JDKの RunTime 类使用的是单例模式
  • 四、单例模式注意事项和细节说明

前言

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在这里插入图片描述

一、单例模式的介绍

在这里插入图片描述

二、单例模式的 8 种实现方式（懒汉式要注意线程安全问题）

在这里插入图片描述

1、饿汉式（静态常量）

在这里插入图片描述

代码示例

package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}


//饿汉式(静态变量)
class Singleton {
    //1. 构造器私有化, 外部能 new
    private Singleton() {
    }
    //2.本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

输出
true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958

优缺点：可能会造成内存的浪费，但也只能浪费内存

在这里插入图片描述

2、饿汉式（静态代码块）

在这里插入图片描述

代码示例


package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}


//饿汉式(静态变量)
class Singleton {
    //1. 构造器私有化, 外部能 new
    private Singleton() {
    }
    //2.本类内部创建对象实例
//    private final static  Singleton instance = new Singleton();
    private static Singleton instance;

    static {
        //使用静态代码块，不再使用 final 修饰为常量
        instance = new Singleton();
    }

    //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

输出

true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958

在这里插入图片描述

3、懒汉式（线程不安全）不推荐

在这里插入图片描述

代码示例

package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}


//饿汉式(静态变量)
class Singleton {
    //1. 构造器私有化, 外部能 new
    private Singleton() {
    }
    //2.本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

输出

true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958

缺点：多线程不安全

在这里插入图片描述

4、懒汉式（线程安全，同步方法）添加 synchronized 关键字

在这里插入图片描述

package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}


//饿汉式(静态变量)
class Singleton {
    //1. 构造器私有化, 外部能 new
    private Singleton() {
    }
    //2.本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    /** 添加  synchronized 关键字保证线程安全 */
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

输出

true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958

缺点效率太低

在这里插入图片描述

5、懒汉式（同步代码块）不能使用，解决不了线程安全问题

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

6、懒汉式（双重检查加 volatile关键字）推荐使用

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}


//饿汉式(静态变量)
class Singleton {
    //1. 构造器私有化, 外部能 new
    private Singleton() {
    }
    //2.本类内部创建对象实例,添加 volatile 保证有序性和可见性
    private static volatile Singleton instance;

    //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    /** 双重检查加 volatile 关键字 */
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}


输出

true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958

7、静态内部类

在类加载时，静态内部类没有调用是不会进行类加载的，当被调用时才会被加载，而且只加载一次，加载时线程安全

在这里插入图片描述

package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
    }
}


//饿汉式(静态变量)
class Singleton {
    //1. 构造器私有化, 外部能 new
    private Singleton() {
    }

    //提供一个静态内部类，根据JVM底层机制保证线程安全
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        Singleton instance = SingletonInstance.INSTANCE;
        return instance;
    }
}



输出

true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958

优缺点

在这里插入图片描述

8、使用枚举实现单例懒加载

在这里插入图片描述

package tanchishell.SJMS;

public class SingletonTest01 {

    public static void main(String[] args) {
//测试
        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance == instance2); // true
        System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
        instance.method();
    }
}

enum Singleton{
    INSTANCE;
    public void method(){
        System.out.println("hello,world");
    }
}

输出


true
instance.hashCode=460141958
instance2.hashCode=460141958
hello,world

在这里插入图片描述

三、JDKの RunTime 类使用的是单例模式

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

四、单例模式注意事项和细节说明

在这里插入图片描述

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