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设计模式一:单例模式

2021-03-23  本文已影响0人  神气小风

八种写法:

1)饿汉式(静态常量)
2)饿汉式(静态代码块)
3)懒汉式(线程不安全)
4)懒汉式(线程安全,同步方法)
5)懒汉式(线程安全,同步代码块)
6)双重检查
7)静态内部类
8)枚举

饿汉式:在类加载的时候就创建实例对象,没有节约内存。
懒汉式:在使用的时候才去创建实例对象,节省了内存。
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1)饿汉式(静态常量)

public class SingletonOne {

    private SingletonOne(){}

    private final static SingletonOne instance = new SingletonOne();

    public static SingletonOne getInstance() {
        return instance;
    }

}
优点:写法简单,在类加载的时候就完成了实例化。避免了线程同步问题。
缺点:在类加载的时候就完成了实例化,没有达到懒加载的效果。
android中的application中可以使用此种方式。(实例化时要在onCreate()方法中进行)
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2)饿汉式(静态代码块)

public class SingletonTwo {

    private SingletonTwo(){}

    private static SingletonTwo instance;

    static {
        instance = new SingletonTwo();
    }

    public static SingletonTwo getInstance() {
        return instance;
    }
}
优缺点同第一种写法
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3)懒汉式(线程不安全)

public class SingletonThree {

    private static SingletonThree instance;

    private SingletonThree(){}

    /**
     * 只有在用的时候才调用这个方法,才会创建实例对象
     */
    public static SingletonThree getInstance() {
        if(instance == null) {
            // 多线程情景下,会有多个线程执行到此处
            instance = new SingletonThree();
        }
        return instance;
    }
}
优点:懒加载
缺点:线程不安全
可以在确保是单线程的场景下使用
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4)懒汉式(线程安全,但是速度慢)

public class SingletonFour {

    private static SingletonFour instance;

    private SingletonFour(){}

    /**
     * 加入synchronized后,每次调用都会同步,所以速度慢
     */
    public static synchronized SingletonFour getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new SingletonFour();
        }
        return instance;
    }
}
优点:懒加载,线程安全
缺点:速度慢
不推荐使用
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5)懒汉式(线程不安全,同步代码块)

public class SingletonFive {

    private static SingletonFive instance;

    private SingletonFive(){}

    public static SingletonFive getInstance() {
        if(instance == null) {
            // 多线程情景下,还是会有多个线程进入到这行,只不过会并行而已
            synchronized (SingletonFive.class) {
                instance = new SingletonFive();
            }
        }
        return instance;
    }
}
优点:懒加载
缺点:线程不安全
不推荐使用
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6)双重检查

public class SingleonSix {

    private static volatile SingleonSix instance;

    private SingleonSix(){}

    public static SingleonSix getInstance() {
        if(instance == null) {
            // 多线程场景下,会有多个线程进入到这行,但是下一行只有第一个能进去
            synchronized (SingleonSix.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new SingleonSix();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}
优点:懒加载,线程安全,速度较快
推荐使用
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7)静态内部类

public class SingleonSeven {

    private SingleonSeven(){}

    private static class SingletonInstance {
        private static final SingleonSeven INSTANCE = new SingleonSeven();
    }

    public static SingleonSeven getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}
说明:采用类加载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。静态内部类SingletonInstance 在类SingleonSeven装载的时候不会立即实例化。只有调用getInstance()方法时才会实例化。类的静态属性只有在第一次加载类的时候才初始化。这样JVM保证了线程的安全,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。
线程安全,懒加载,推荐使用
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8)枚举

public enum SingleonEight {
    
    INSTANCE;

    public void sayHello() {
        System.out.println("hello");
    }
}
说明: 枚举是确保单例的。
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jdk源码中的单例使用举例:Runtime .java

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    /**
     * Returns the runtime object associated with the current Java application.
     * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance
     * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
     *
     * @return  the <code>Runtime</code> object associated with the current
     *          Java application.
     */
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }

    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}
    ......
}

Android源码中的使用:WindowManagerService .java

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
            implements Watchdog.Monitor, WindowManagerPolicy.WindowManagerFuncs {

        //......

        private static WindowManagerService sInstance;
        static WindowManagerService getInstance() {
            return sInstance;
        }

        public static WindowManagerService main(final Context context, final InputManagerService im,
                                                final boolean haveInputMethods, final boolean showBootMsgs, final boolean onlyCore,
                                                WindowManagerPolicy policy) {
            DisplayThread.getHandler().runWithScissors(() ->
                    sInstance = new WindowManagerService(context, im, haveInputMethods, showBootMsgs,
                            onlyCore, policy), 0);
            return sInstance;
        }
        //......
    }
总结:
单例模式保证了系统内存中只存在该类的一个对象,节省了系统资源,对于一些需要频繁创建销毁的对象,使用单例模式可以提高系统性能。
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单例模式和静态方法的场景:
一般静态方法都是没有任何其他的外部属性,只是一个工具类中的方法。而单例是需要外部属性的。
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