《设计模式笔记》之03简洁高效的聊聊单例模式

《设计模式笔记》03 之 简洁高效的聊聊单例模式

设计模式是优秀程序员的必备技能,在面试中也会经常提到。

前言


IT行业是跳槽率较高的行业,这就不频繁的去面试。我作为面试官,如果候选者其他知识都OK的话,最后就会提到<b>设计模式</b>相关的内容。如果回答的一知半解的话,我会跟他说让他来做项目。如果回答的比较好的话,会直接安排到产品组。

作用


保证了系统内存中该类只有一个对象实例,节省系统资源。对于需要频繁创建销毁的对象,提高系统性能

场景


需要频繁创建、销毁的对象,创建对象耗时过多或耗费资源过多,但又经常用到的对象。

代码


单例模式是设计模式中比较简单的一种。绝大多数程序员对单例模式都比较熟悉(我刚开始学的时候,好多次都没坚持把23种设计模式学完,造成的后果就是单例模式反反复复学了好多遍【狗头】)。

单例模式在业界分为8种。这么多种其实不用全都学习,主要关注下线程安全的3种即可。(其他的就不要再学习,人为的增加难度了)。

  1. 双重检查

    public class Singleton {
    
        // 私有化构造器,方式直接通过new的方式创建
        private Singleton() {}
         
        // 提供全局的实例对象,接收创建值(懒加载)
        private static volatile Singleton instance;
         
        // 提供获取实例的方法
        public static Singleton getInstance() {
          
            //重点1:通过 instance == null 判断当前 instance是否为null,如果不等于null,直接返回值
            if (instance == null) {
                //重点2:通过synchronized关键字控制线程安全
                synchronized (Singleton.class) {
                    //重点3:synchronized内只有一个线程在执行,这时候根据对象是否为null,判断是否创建。
                    if (instance == null) {
                        instance = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
         
         public void method(){}
    }
    
    • 问题1:为什么 instance 要判断2次是否 == null ?

      synchronized (Singleton.class) {           
        if (instance == null) {
          instance = new Singleton();
        }
      }
      //1.synchronized内部的instance == null是防止重复创建实例的。比如有两个线程A,B. A在进入到synchronized的时候,B可能也在synchronized外等待了。A线程创建instance成功后,B再进入线程,此时可根据synchronized内部的instantce == null来控制B直接使用,防止重新创建。
      //2.synchronized外部的instance == null 是控制效率的。如果此时已经存在instance对象时,再来一个线程C,此时无需执行synchronized部分代码,直接返回。提高了执行效率。(都知道synchronized比较慢【狗头】)
      
    • 问题2:volatile是干吗的?

      volatile这个关键字是个很大的话题,涉及到内存模型。

      简单来讲:volatile让变量每次在使用的时候,都从主存中取。而不是从各个线程的“工作内存”。

  1. 静态内部类

    利用静态内部类的加载机制来实现的单例

    public class Singleton {
    
        private Singleton() {}
    
        //1.静态内部类机制:在Singleton加载的时候,SingletonInstance类不会立即被加载。实现了懒加载的功能
        //2.在调用SingletonInstance.INSTANCE会立即加载,且是线程安全的。
        public static class SingletonInstance {
            private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
        }
        // 提供获取实例的方法
        public static Singleton getInstance() {
            return SingletonInstance.INSTANCE;
        }
      
        public void method(){}
    }
    
  2. 枚举

    推荐使用,利用枚举的机制实现单例。不仅能避免多线程同步问题,还能防止反序列化重新创建新的对象。

    public enum Singleton {
        INSTANCE;
        public void method(){}
    }
    
    • 问题1:public void method(){} 是干吗的?

      我在开始学习时也遇到这个问题,懂的自然懂,不懂的很困惑。网上搜资料也都写的一模一样。

      答案很简单,一句话。使用单例模式,是为了创建唯一的实例。那么创建了这个实例之后,用它干吗呢?对,自然是要调用它所在的类的方法。public void method(){}就是你要调用的方法。

      其他的教程中**双重检查 ** 和 **静态内部类 ** 只写了获取实例,没有写public void method(){} ,所以才造成困惑。细心的童鞋可能注意到了,我这三个单例模式都写了public void method(){}。赶快为了我的细心点个赞吧。

    最后温馨提醒下,枚举最简单,也是推荐方法,赶快多练习几遍,面试时秒杀面试官吧!

jdk中单例的应用


java.lang.Runtime

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() {}
  
}

其他应用


数据源、session工厂等

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