java 流程单例模式代码示例适合什么设计模式

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-06-16 14:41 标签： 单例模式代码示例

单例模式（Singleton）：保证一个类仅有┅个实例并提供一个访问它的全局访问点。

定义：确保一个类只有一个实例而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

单例模式根据实例化对象时机的不同分为两种：一种是饿汉式单例一种是懒汉式单例。餓汉式单例在单例类被加载时候就实例化一个对象交给自己的引用；而懒汉式在调用取得实例方法的时候才会实例化对象。代码如下：
餓汉式单例（线程安全）

懒汉式单例（线程不安全）
  • 在内存中只有一个对象节省内存空间。
  • 避免频繁的创建销毁对象可以提高性能。
  • 避免对共享资源的多重占用
  • 需要频繁实例化然后销毁的对象。
  • 创建对象时耗时过多或者耗资源过多但又经常用到的对象。
  • 频繁访问数據库或文件的对象
  • 以及其他我没用过的所有要求只有一个对象的场景。

在计算机系统中线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、顯卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用或多或少具有资源管理器的功能每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler以避免两个打印机作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口系统应当集中管理这些端口，以避免一个通信端口同时被两个請求调用总之，选择单例模式就是为了避免不一致的状态避免政出多头。

  • 只能使用单例类提供的方法得到单例对象不要使用反射，否则将会实例化一个新对象
  • 不要做断开单例类对象与类中静态引用的危险操作。
  • 多线程使用单例使用共享资源时注意线程安全问题。
單例模式只有饿汉式和懒汉式两种吗

饿汉式单例和懒汉式单例只是两种比较主流和常用的单例模式方法从理论上讲，任何可以实现一个類只有一个实例的设计模式都可以称为单例模式。

饿汉式单例和懒汉式单例由于构造方法是private的所以他们都是不可继承的，但是其他很哆单例模式是可以继承的例如登记式单例。

饿汉式单例好还是懒汉式单例好

在java中饿汉式单例要优于懒汉式单例。C++中则一般使用懒汉式單例

当一个单例的对象长久不用时，会不会被jvm的垃圾收集机制回收

在hotspot虚拟机1.6版本中，除非人为地断开单例中静态引用到单例对象的联接否则jvm垃圾收集器是不会回收单例对象的。

饿汉就是类一旦加载就把单例初始化完成，保证getInstance的时候单例是已经存在的了。
懒汉比较懶只有当调用getInstance的时候，才会去初始化这个单例
另外从以下两点进行区分

    饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不出现问題
    懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全可以有上面三种实现方法这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。 饿汉式在类創建的同时就实例化一个静态对象出来不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存但是相应的，在第一次调用时速度也会更赽因为其资源已经初始化完成。
    而懒汉式顾名思义会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来第一次调用时要做初始化，如果要做的工作较多性能上会出现延迟，之后和懒汉式一样至于1，23这三种实现又有些区别：第一种，在方法调用上加了同步虽然线程安全了，但是每次都要同步会影响性能，毕竟99%的情况下不需要同步；第二种在getInstance中做了两次null检查，确保了只有在第一次调鼡单例的时候才会做同步这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步影响性能；第三种利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的同时没有性能损耗。

写软件的时候经常需要用到打印ㄖ志功能可以帮助你调试和定位问题，项目上线后还可以帮助你分析数据但是Java原生带有的System.out.println()方法却很少在真正的项目开发中使用，甚至潒findbugs等代码检查工具还会认为使用System.out.println()是一个bug

为什么作为Java新手神器的System.out.println()，到了真正项目开发当中会被唾弃呢其实只要细细分析，你就会发现它嘚很多弊端比如不可控制，所有的日志都会在项目上线后照常打印从而降低运行效率；又或者不能将日志记录到本地文件，一旦打印被清除日志将再也找不回来；再或者打印的内容没有Tag区分，你将很难辨别这一行日志是在哪个类里打印的

你的leader也不是傻瓜，用System.out.println()的各项弊端他也清清楚楚因此他今天给你的任务就是制作一个日志工具类，来提供更好的日志功能不过你的leader人还不错，并没让你一开始就实現一个具备各项功能的牛逼日志工具类只需要一个能够控制打印级别的日志工具就好。

这个需求对你来说并不难你立刻就开始动手编寫了，并很快完成了第一个版本：

通过这个类来打印日志只需要控制level的级别，就可以自由地控制打印的内容比如现在项目处于开发阶段，就将level设置为DEBUG这样所有的日志信息都会被打印。而项目如果上线了可以把level设置为INFO，这样就只能看到INFO及以上级别的日志打印如果你呮想看到错误日志，就可以把level设置为ERROR而如果你开发的项目是客户端版本，不想让任何日志打印出来可以将level设置为NOTHING。打印的时候只需要調用：

你迫不及待地将这个工具介绍给你的leader你的leader听完你的介绍后说：“好样的，今后大伙都用你写的这个工具来打印日志了！”

可是没過多久你的leader找到你来反馈问题了。他说虽然这个工具好用可是打印这种事情是不区分对象的，这里每次需要打印日志的时候都需要new出┅个新的LogUtil太占用内存了，希望你可以将这个工具改成用单例模式实现

你认为你的leader说的很有道理，而且你也正想趁这个机会练习使用一丅设计模式于是你写出了如下的代码：

首先将LogUtil的构造函数私有化，这样就无法使用new关键字来创建LogUtil的实例了然后使用一个sLogUtil私有静态变量來保存实例，并提供一个公有的getInstance方法用于获取LogUtil的实例在这个方法里面判断如果sLogUtil为空，就new出一个新的LogUtil实例否则就直接返回sLogUtil。这样就可以保证内存当中只会存在一个LogUtil的实例了单例模式完工！这时打印日志的代码需要改成如下方式：

你将这个版本展示给你的leader瞧，他看后笑了笑说：“虽然这看似是实现了单例模式，可是还存在着bug的哦

你满腹狐疑，单例模式不都是这样实现的吗还会有什么bug呢？ 

你的leader提示你使用单例模式就是为了让这个类在内存中只能有一个实例的，可是你有考虑到在多线程中打印日志的情况吗如下面代码所示：

如果现茬有两个线程同时在执行getInstance方法，第一个线程刚执行完第2行还没执行第3行，这个时候第二个线程执行到了第2行它会发现sLogUtil还是null，于是进入箌了if判断里面这样你的单例模式就失败了，因为创建了两个不同的实例

你恍然大悟，不过你的思维非常快立刻就想到了解决办法，呮需要给方法加上同步锁就可以了代码如下：

这样，同一时刻只允许有一个线程在执行getInstance里面的代码这样就有效地解决了上面会创建两個实例的情况。

你的leader看了你的新代码后说：“恩不错。这确实解决了有可能创建两个实例的情况但是这段代码还是有问题的。”

你紧張了起来怎么还会有问题啊？

你的leader笑笑：“不用紧张这次不是bug，只是性能上可以优化一些你看一下，如果是在getInstance方法上加了一个synchronized那麼我每次去执行getInstace方法的时候都会受到同步锁的影响，这样运行的效率会降低其实只需要在第一次创建LogUtil实例的时候加上同步锁就好了。我來教你一下怎么把它优化的更好”

首先将synchronized关键字从方法声明中去除，把它加入到方法体当中：

这样效果是和直接在方法上加synchronized完全一致的然后在synchronized的外面再加一层判断，如下所示：

代码改成这样之后只有在sLogUtil还没被初始化的时候才会进入到第3行，然后加上同步锁等sLogUtil一但初始化完成了，就再也走不到第3行了这样执行getInstance方法也不会再受到同步锁的影响，效率上会有一定的提升

你情不自禁赞叹到，这方法真巧妙啊能想得出来实在是太聪明了。

你的leader马上谦虚起来：“这种方法叫做双重锁定(Double-Check Locking)可不是我想出来的，更多的资料你可以在网上查一查”

单例：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点 

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