单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。
单例模式可以解决一个需要全局使用的类进行频繁的创建和销毁,节省开销。
单例应用场景:
1.Windows的任务管理器,只能打开一个任务管理器。
2.Windows系统的回收站。
3.网站的计数器,通过单例模式可以很好实现。
4.应用程序的日志应用,一般都何用单例模式实现,这是由于系统一般共用一个日志。
5.数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池,主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗,这种效率上的损耗还是非常昂贵的,因为何用单例模式来维护,就可以大大降低这种损耗。
6.多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
单例模式实现的关键在于构造函数是私有的,常用有以下几种实现:
1.懒汉模式实现:
特点:最简单实现,在多线程下不能正常工作,懒加载
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
2.懒汉模式实现:
特点:简单实现,线程安全,懒加载,效率较低(加锁会影响效率)
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
3.饿汉模式实现:
特点:一开始就创建对象,线程安全,执行效率提高(没有加锁)
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
4.双重校验锁
特点:实现较复杂,线程安全,高性能
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
下面通过一个计数器的例子看看单例模式的应用:
package test;
/**
* 网站计数器
*/
class WebCounter {
private int count = 0;
private static WebCounter instance = new WebCounter();
private WebCounter() {
}
public static WebCounter getInstance() {
return instance;
}
public int getCount(){
return count;
}
public void setCount(int count){
this.count = count;
}
}
/**
* 用户访问
*/
class Visitor{
public WebCounter webCounter;
public Visitor(WebCounter mwebCounter){
webCounter = mwebCounter;
}
//访问
public void visit(){
webCounter.setCount(webCounter.getCount()+1);;
}
}
/**
* 模拟用户访问网站
*/
public class SingleTest{
public static void main(String[] args){
WebCounter webCounter1 = WebCounter.getInstance();
WebCounter webCounter2 = WebCounter.getInstance();
Visitor visitor1 = new Visitor(webCounter1);
Visitor visitor2 = new Visitor(webCounter2);
System.out.println("是不是同一个网站?");
if(webCounter1.equals(webCounter2)){
System.out.println("是");
}else {
System.out.println("不是");
}
//visitor1访问该网站
visitor1.visit();
System.out.println("访问量:" + webCounter1.getCount());
//visitor2访问该网站
visitor2.visit();
System.out.println("访问量:" + webCounter2.getCount());
}
}
输出:
是不是同一个网站?
是
访问量:1
访问量:2