单例是一种设计模式,单例模式是在什么情况下产生的呢?
在Java中每个东西都看作对象,若此时有如下情况,教室中的黑板(对象A)可以供教师(对象B)和学生(对象C)书写,此时黑板就是老师和学生的共享对象,而单例模式就如此生成了。将黑板设计为单例,则同时教师和学生都能共享。
单例模式的特点
1、单例的类在系统里只有一个实例
2、单例的类能够实现自动的实例化
3、单例的类在对整个系统可见的,因此是public的
什么情况下将对象设置为单例
1、若某个对象被实例化很频繁,然后销毁的话,将此对象设置为单例
2、若实例化此对象需要花费较多时间,则将此对象设置为单例,增加效率
3、若此对象需要频繁连接,释放数据库,文件的连接,则将此对象设置为单例
4、有状态的工具类(如线程池类,此类要方便对池中的线程进行控制)
饿汉模式
public class Test
{
private static final Test test = new Test();
private Test()
{
}
public static Test getInstance()
{
return test;
}
}
代码中将Test的构造函数设为private,则能够保证其他对象不能通过默认构造函数初始化一个Test实例,保证单例。而getInstance()方法设置为静态方法,即类方法,则其他对象可以直接调动此类方法获得Test实例。从代码中我们能发现,懒汉模式的单例中,Test实例在编译时就生成。其优点是,在程序运行时不用再对其进行实例化,它已经被初始化好保存在静态内存之中,因此效率高;但同时它就面临一个缺点,若有这样的一种情况,程序调用中没用到Test实例,但Test实例会一直存在内存中,占用资源。
懒汉模式
从字面意义上我们就能体会到,懒汉模式就是在程序真正用到Test实例的时候再去初始化它。
public class Test
{
private static Test test = null;
private Test()
{
}
public Test getInstance()
{
if(null == test)
{
test = new Test();
}
return test;
}
}
同饿汉模式一样,将构造函数设为private防止其他对象调用默认构造函数创建Test实例。但与饿汉模式不同的是,test变量设置为在一开始并未对其初始化,而是在调用getInstance()后进行判断,若test为空才对其进行初始化,保证了test实例初始化时间在实际调用的时候才发生。
但懒汉模式面临一个问题,在多线程情况下,若线程A和线程B几乎同时调用test,此时A刚好在执行new Test()的时候B正好运行到判断null == test这条语句,此时就会产生出两个test实例,因此多线程情况下,并不能保证单例。
为了改进懒汉模式的线程不安全问题,引入了Synchronizend关键字,保证线程的安全对代码进行了如下改正
public class Test
{
private static Test test = null;
private Test()
{
}
public Test getInstance()
{
if(null == test)
{
Synchronized(test.class)
{
if(null == test)
{
test = new Test();
}
}
}
return test;
}
}
此时为A B两线程同时调用Test实例的时候,若A先进入test为空的判断则会对代码进行加锁,只有在Test实例化成功后再释放锁,此时B再运行。那为啥此段代码中加上两重判断呢?若存在这样的情况,当A释放锁后B获得锁,若此时不加以判断,B仍然认为test为空(因为判空语句在锁前面)此时它仍然会继续创建一个test实例,但此时若再加上一个判空,则能保证当B获得锁后Test不会再被实例化。