设计模式 之 单例模式

  • 定义:
    一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点

  • UML 类图


    单例模式
  • 七种方式

    • 饿汉模式
      public class Singleton {
      private static Singleton mInstance = new Singleton();
      private Singleton () {
      }
      public static Singleton getInstance() {
      return mInstance;
      }
      }
      这种方式在类加载时就完成了初始化,所以类加载较慢,但获取对象的速度快。 这种方式基于类加载机制避免了多线程的同步问题,但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,这时候初始化instance显然没有达到懒加载的效果

    • 懒汉模式(线程不安全)
      public class Singleton {
      private static Singleton mInstance;
      private Singleton () {
      }
      public static Singleton getInstance() {
      if (mInstance == null) {
      mInstance = new Singleton();
      }
      return mInstance;
      }
      }
      懒汉模式申明了一个静态对象,在用户第一次调用时初始化,虽然节约了资源,但第一次加载时需要实例化,反映稍慢一些,而且在多线程不能正常工作

    • 懒汉模式(线程安全)
      public class Singleton {
      private static Singleton mInstance;
      private Singleton () {
      }
      public static synchronized Singleton getInstance() {
      if (mInstance == null) {
      mInstance = new Singleton();
      }
      return mInstance;
      }
      }
      这种写法能够在多线程中很好的工作,但是每次调用getInstance方法时都需要进行同步,造成不必要的同步开销,而且大部分时候我们是用不到同步的,所以不建议用这种模式

    • 双重检查模式 (DCL)
      public class Singleton {
      private volatile static Singleton mInstance;
      private Singleton () {
      }
      public static Singleton getInstance() {
      if (mInstance == null) {
      synchronized (Singleton.class) {
      if (mInstance == null) {
      mInstance = new Singleton();
      }
      }
      }
      return mInstance;
      }
      }
      这种写法在getInstance方法中对instance进行了两次判空,第一次是为了不必要的同步,第二次是在instance等于null的情况下才创建实例。在这里用到了volatile关键字或多或少的影响性能,但考虑到程序的正确性,牺牲这点性能还是值得的。 DCL优点是资源利用率高,第一次执行getInstance时单例对象才被实例化,效率高。缺点是第一次加载时反应稍慢一些,在高并发环境下也有一定的缺陷,虽然发生的概率很小。DCL虽然在一定程度解决了资源的消耗和多余的同步,线程安全等问题,但是他还是在某些情况会出现失效的问题,也就是DCL失效

    • 静态内部类单例模式(推荐)
      public class Singleton {
      private Singleton() {
      }
      public static Singleton getInstance() {
      return SingletonHolder.sInstance;
      }
      private static class SingletonHolder {
      private static final Singleton sInstance = new Singleton();
      }
      }
      第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance,只有第一次调用getInstance方法时虚拟机加载SingletonHolder 并初始化sInstance ,这样不仅能确保线程安全也能保证Singleton类的唯一性,所以推荐使用静态内部类单例模式

    • 枚举单例
      枚举单例的优点就是简单,但是大部分应用开发很少用枚举,可读性并不是很高,不建议用

    • 使用容器实现单例模式
      public class SingletonManager {
      private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String, Object>();
      private SingletonManager() {
      }
      public static void registerService(String key, Objectinstance) {
      if (!objMap.containsKey(key) ) {
      objMap.put(key, instance) ;
      }
      }
      public static Object getService(String key) {
      return objMap.get(key) ;
      }
      }
      用SingletonManager 将多种的单例类统一管理,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例,并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作,降低了用户的使用成本,也对用户隐藏了具体实现,降低了耦合度

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