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做游戏排行榜的网站模板,取消wordpress 注册邮箱验证,音乐主题 wordpress,建站素材网本文实践代码仓库#xff1a;https://github.com/goSilver/my_practice 文章目录 一、定义二、作用三、实现3.1 饿汉式3.2 懒汉式3.3 双重检查3.4 静态内部类3.5 枚举 四、总结4.1 单例存在哪些问题#xff1f;4.2 单例有什么替代解决方案#xff1f; 一、定义 单例模式是一… 本文实践代码仓库https://github.com/goSilver/my_practice 文章目录 一、定义二、作用三、实现3.1 饿汉式3.2 懒汉式3.3 双重检查3.4 静态内部类3.5 枚举 四、总结4.1 单例存在哪些问题4.2 单例有什么替代解决方案 一、定义 单例模式是一种创建型设计模式它确保一个类只有一个实例并提供一个全局访问点以访问该实例。单例模式常用于需要共享资源或控制某个唯一资源的场景例如数据库连接、线程池等。 二、作用 单例模式可以确保在整个应用程序中只有一个对象实例存在从而方便地共享资源、管理状态或控制某些操作。 从业务概念上有些数据在系统中只应该保存一份就比较适合设计为单例类。比如系统的配置信息类。除此之外我们还可以使用单例解决资源访问冲突的问题。 三、实现 要实现一个单例我们需要关注的点无外乎下面几个 构造函数需要是 private 访问权限的这样才能避免外部通过 new 创建实例考虑对象创建时的线程安全问题考虑是否支持延迟加载考虑 getInstance() 性能是否高是否加锁。 3.1 饿汉式 饿汉式的实现方式比较简单。在类加载的时候instance 静态实例就已经创建并初始化好了所以instance 实例的创建过程是线程安全的。不过这样的实现方式不支持延迟加载在真正用到IdGenerator 的时候再创建实例。 如果实例资源初始化时间长、占用资源多那么最好是采用饿汉式将耗时的初始化操作提前到程序启动时就完成避免程序在运行中发生崩溃。 public class Hungry {private final AtomicLong id new AtomicLong(0);/*** 类加载时就初始化/private static final Hungry instance new Hungry();private Hungry() {}public static Hungry getInstance() {return instance;}public long getId() {return id.incrementAndGet();} }3.2 懒汉式 懒汉式相对于饿汉式的优势是支持延迟加载。这种实现方式会导致频繁加锁、释放锁以及并发度低等问题频繁的调用会产生性能瓶颈。 public class Lazy {private final AtomicLong id new AtomicLong(0);private static Lazy instance;private Lazy() {}/** 获取实例的方法被synchronized关键字修饰* return 实例/public static synchronized Lazy getInstance() {if (instance null) {instance new Lazy();}return instance;}public long getId() {return id.incrementAndGet();} } 3.3 双重检查 双重检测实现方式既支持延迟加载、又支持高并发的单例实现方式。只要 instance 被创建之后再调用 getInstance() 函数都不会进入到加锁逻辑中。所以这种实现方式解决了懒汉式并发度低的问题。 public class DoubleCheck {private final AtomicLong id new AtomicLong(0);/** volatile关键字修饰* CPU 指令重排序可能导致在 IdGenerator 类的对象被关键字 new 创建并赋值给 instance 之后还没来得及初始化执行构造函数中的代码逻辑就被另一个线程使用了。* 这样另一个线程就使用了一个没有完整初始化的 IdGenerator 类的对象。* 要解决这个问题我们只需要给 instance 成员变量添加 volatile 关键字来禁止指令重排序即可。/private static volatile DoubleCheck instance;private DoubleCheck() {}/** 双重检查* return 实例/public static DoubleCheck getInstance() {if (instance null) {// 只有第一次才会执行到这里此处为类级别锁synchronized (DoubleCheck.class) {if (instance null) {instance new DoubleCheck();}}}return instance;}public long getId() {return id.incrementAndGet();} } 3.4 静态内部类 利用 Java 的静态内部类来实现单例。这种实现方式既支持延迟加载也支持高并发实现起来也比双重检测简单。 public class StaticInnerClass {private AtomicLong id new AtomicLong(0);private StaticInnerClass() {}/** 静态内部类* SingletonHolder 是一个静态内部类当外部类 IdGenerator 被加载的时候并不会创建 SingletonHolder 实例对象。* 只有当调用 getInstance() 方法时SingletonHolder 才会被加载这个时候才会创建 instance。* instance 的唯一性、创建过程的线程安全性都由 JVM 来保证。所以这种实现方法既保证了线程安全又能做到延迟加载。/private static class SingletonHolder {private static final StaticInnerClass instance new StaticInnerClass();}public static StaticInnerClass getInstance() {return SingletonHolder.instance;}public long getId() {return id.incrementAndGet();} } 3.5 枚举 最简单的实现方式基于枚举类型的单例实现。这种实现方式通过 Java 枚举类型本身的特性保证了实例创建的线程安全性和实例的唯一性。 public enum Enumm {/** 实例*/INSTANCE;private final AtomicLong id new AtomicLong(0);public long getId() {return id.incrementAndGet();} } 四、总结 4.1 单例存在哪些问题 单例对 OOP 特性的支持不友好 一旦你选择将某个类设计成到单例类也就意味着放弃了继承和多态这两个强有力的面向对象特性也就相当于损失了可以应对未来需求变化的扩展性。 单例会隐藏类之间的依赖关系 通过构造函数、参数传递等方式声明的类之间的依赖关系我们通过查看函数的定义就能很容易识别出来。但是单例类不需要显示创建、不需要依赖参数传递在函数中直接调用就可以了。如果代码比较复杂这种调用关系就会非常隐蔽。在阅读代码的时候我们就需要仔细查看每个函数的代码实现才能知道这个类到底依赖了哪些单例类。 单例对代码的扩展性不友好 单例类只能有一个对象实例。如果未来某一天我们需要在代码中创建两个实例或多个实例那就要对代码有比较大的改动。 单例对代码的可测试性不友好 单例模式的使用会影响到代码的可测试性。如果单例类依赖比较重的外部资源比如 DB我们在写单元测试的时候希望能通过 mock 的方式将它替换掉。而单例类这种硬编码式的使用方式导致无法实现 mock 替换。 单例不支持有参数的构造函数 单例不支持有参数的构造函数比如我们创建一个连接池的单例对象我们没法通过参数来指定连接池的大小。 4.2 单例有什么替代解决方案 为了保证全局唯一除了使用单例我们还可以用静态方法来实现。不过静态方法这种实现思路并不能解决我们之前提到的问题。如果要完全解决这些问题我们可能要从根上寻找其他方式来实现全局唯一类了。比如通过工厂模式、IOC 容器比如 Spring IOC 容器来保证由程序员自己来保证自己在编写代码的时候自己保证不要创建两个类对象。 有人把单例当作反模式主张杜绝在项目中使用。我个人觉得这有点极端。模式没有对错关键看你怎么用。如果单例类并没有后续扩展的需求并且不依赖外部系统那设计成单例类就没有太大问题。对于一些全局的类我们在其他地方 new 的话还要在类之间传来传去不如直接做成单例类使用起来简洁方便。