单例模式是使用最为普遍的模式之一。它属于创建模式,确保系统中该类型的类只被实例化一次。 也许有误解,认为单例是在jvm进程中只有一个实例,其实是在同一个Classloader下面仅被实例化一次。Singleton通常用来表示本质上唯一的系统组件,比如文件系统,窗口管理器,系统全局的配置之类的。 在Java语言中,单例能带来一些好处: 1. 对于频繁使用的对象,可以省略创建对象所花费的时间,特别对于重量级的对象,可以节省很大的开销。 2. 有new操作的次数减少,对内存的使用频率也会有所降低,减轻GC的负担。 让我们来看单例的一些实现:
实现方法(1):
public class Singleton {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
return INSTANCE;
}
}
私有构造器仅被调用一次,由于没有公有的构造器,防止客户端实例化该对象。对于静态方法getInstance的调用都会返回同一个对象,final保证了引用不变。除非享有特权的客户端可以通过反射机制,借助AccessableObject.setAccessible方法调用私有构造器。
这种实现比较简洁,但无法做到延迟加载,因为instance是static的,实例化之类加载的时候就发生了。如果单例的创建过程非常慢,耗费资源,就可以考虑lazy-initialize的方式。
public class Singleton {
private static Singleton INSTANCE = null;
private Singleton(){
}
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(INSTANCE == null){
INSTANCE = new Singleton();
}
return INSTANCE;
}
}
对于静态域INSTANCE,去掉了关键字final,并且初始值为null,确保系统启动时没有额外的负载,在getInstance判断是否没有实例化,如果没有则创建实例,这里给方法加上了synchronized关键字,防止多个线程同时判断到实例为空,创建多个实例。但同步关键可能也会引来性能问题。
让我们看一下改进的版本:
public class Singleton {
private Singleton(){
}
private static class SingletonHolder{
private static Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static synchronized Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
这种使用内部类的维护单例,确保只有SingletonHolder类被加载才会初始化,实例发生在加载时,对多线程友好。
上面的情形没有考虑到序列化问题,当Singleton实现了Serilaizable接口时,在反序列化阶段可能由于反射机制创建多个实例。为防止这种意外可以加上readResolve函数:
private Object readResolve(){
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
对于1.5以后的java版本,我们可以借助于单元素的枚举实现单例,如下:
public enum SingletonEnum {
INSTANCE("name");
private String name;
private SingletonEnum(String name){
this.name = name;
}
}
这种实现极为简洁,无偿的提供序列化机制,不妨可以尝试这种方式。
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