单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。
比如Hibernate的SessionFactory,它充当数据存储源的代理,并负责创建Session对象。SessionFactory并不是轻量级的,一般情况下,一个项目通常只需要一个SessionFactory就够,这是就会使用到单例模式。
单例模式其核心在于在整个系统中只创建唯一一个实例,其应用场景主要如下:
应用实例:
public class SingletonTest01 { public static void main(String[] args) { //测试 Singleton instance1 = Singleton.getInstance(); Singleton instance2 = Singleton.getInstance(); System.out.println(instance1=instance1); //true System.out.println("instance1.hsashCode="+instance1.hashCode()); System.out.println("instance2.hsashCode="+instance2.hashCode()); } } //饿汉式顾名思义是饥饿的,因此应该开始就创建对象 class Singleton{ // 1.构造器私有化,外部不能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; } }
运行结果:
优缺点说明:
结论:这种单例模式可用,但是可能造成内存浪费
class Singleton01{ // 1.构造器私有化,外部不能new private Singleton01(){ } // 2.本类内部创建对象实例 private static Singleton01 instance; static { //在静态代码块中,创建单例对象 instance=new Singleton01(); } // 3.提供一个公有的静态方法,返回实例对象 public static Singleton01 getInstance(){ return instance; } }
优缺点说明:和上面一样这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也就是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。
public class SingletonTest03 { public static void main(String[] args) { //测试 System.out.println("懒汉式,线程不安全~"); Singleton03 instance1 = Singleton03.getInstance(); Singleton03 instance2 = Singleton03.getInstance(); System.out.println(instance1==instance2); //true System.out.println("instance1.hsashCode="+instance1.hashCode()); System.out.println("instance2.hsashCode="+instance2.hashCode()); } } //懒汉式顾名思义就是懒,不会跟饿汉式一样上来就创建对象,而是在需要的时候才会创建,而且是仅创建一次 class Singleton03{ // 1.构造器私有化,外部不能new private Singleton03(){ } // 2.本类内部创建对象实例 private static Singleton03 instance; // 3.提供一个公有的静态方法,当使用到该方法时,才会去创建instance //即懒汉式 public static Singleton03 getInstance(){ if(instance==null){ instance=new Singleton03(); } return instance; } }
运行结果:
优缺点说明:
class Singleton04{ // 1.构造器私有化,外部不能new private Singleton04(){ } // 2.本类内部创建对象实例 private static Singleton04 instance; // 3.提供一个公有的静态方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题 //即懒汉式 public static synchronized Singleton04 getInstance(){ if(instance==null){ instance=new Singleton04(); } return instance; } }
运行结果:
优缺点说明:
class Singleton05{ // 1.构造器私有化,外部不能new private Singleton05(){ } // 2.本类内部创建对象实例 private static Singleton05 instance; // 3.提供一个公有的静态方法,加入同步代码块 public static Singleton05 getInstance(){ if(instance==null){ synchronized (Singleton05.class){ instance=new Singleton05(); } } return instance; } }
优缺点说明:
结论:在实际开发中,不能使用这种方式
//双重检查 class Singleton06{ // 1.构造器私有化,外部不能new private Singleton06(){ } // 2.本类内部创建对象实例 private static volatile Singleton06 instance; // 3.提供一个公有的静态方法,加入双重检查代码,解决线程安全问题,同时解决懒加载问题 public static synchronized Singleton06 getInstance(){ if(instance==null){ synchronized (Singleton06.class){ if(instance==null){ instance=new Singleton06(); } } } return instance; } }
运行结果:
优缺点说明:
为什么一定使用volatile?
在java内存模型中,volatile 关键字作用是:
//静态内部类完成,推荐使用 class Singleton07{ // 1.构造器私有化 private Singleton07(){ } // 2.本类内部创建对象实例 private static volatile Singleton07 instance; //写一个内部静态类,该类中有一个静态的属性 private static class SingletonInstance{ private static final Singleton07 INSTANCE=new Singleton07(); } // 3.提供一个公有的静态方法,直接返回SingletonInstance.INSTANCE public static synchronized Singleton07 getInstance(){ return SingletonInstance.INSTANCE; } }
运行结果:
优缺点说明:
public class SingletonTest08 { public static void main(String[] args) { Singleton08 instance = Singleton08.INSTANCE; Singleton08 instance2 = Singleton08.INSTANCE; System.out.println(instance==instance2); System.out.println(instance.hashCode()); System.out.println(instance2.hashCode()); instance.sayOk(); } } //使用枚举,可以实现单例,推荐 enum Singleton08{ INSTANCE;//属性 public void sayOk(){ System.out.println("ok~"); } }
运行结果:
优缺点:
在我们JDK中,java.lang.Runtime就是经典的单例模式(饿汉式)
从以下源码可以看出: