• Java设计模式之单例模式(多例)、原型模式


    1. 单例模式

    定义:指一个类只有一个实例,且该类能以一种模式创建该实例。例如一个公司只能有一个CEO,属于单例模式

    特点

    • 该单例对象必须由单例类自行创建
    • 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点
    • 单例类只有一个实例对象

    优点

    • 单例模式可以保证内存里只有一个实例,减少了内存的开销
    • 可以避免对资源的多重占用。
    • 单例模式设置全局访问点,可以优化和共享资源的访问

    缺点

    • 单例模式一般没有接口,扩展困难。如果要扩展,则除了修改原来的代码,没有第二种途径,违背开闭原则
    • 在并发测试中,单例模式不利于代码调试。在调试过程中,如果单例中的代码没有执行完,也不能模拟生成一个新的对象
    • 单例模式的功能代码通常写在一个类中,如果功能设计不合理,则很容易违背单一职责原则

    应用场景

    • 需要频繁创建的一些类,使用单例可以降低系统的内存压力,减少 GC
    • 某类只要求生成一个对象的时候,如一个班中的班长、每个人的身份证号等
    • 某些类创建实例时占用资源较多,或实例化耗时较长,且经常使用
    • 某类需要频繁实例化,而创建的对象又频繁被销毁的时候,如多线程的线程池、网络连接池等
    • 频繁访问数据库或文件的对象
    • 对于一些控制硬件级别的操作,或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作,如果有多个实例,则系统会完全乱套
    • 当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象,共享该对象可以节省内存,并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等

    实现
    将类的构造函数设为私有,外部类就无法调用该构造函数,也就无法生成多个实例。这时该类定义一个静态私有实例,并向外提供一个静态的公有函数用于创建或获取该静态私有实例

    1.1 懒汉式单例实现

    类加载时没有生成单例,只有当第一次调用getlnstance方法时才去创建这个单例

    public class LazySingleton {
        // static关键字保证instance在内存中只有一份
        private static LazySingleton instance = null;
    
        private LazySingleton() {
        }
    
        // synchronized关键字保证同时只有一个线程能进入该方法,避免太多new LazySingleton()
        public static synchronized LazySingleton getInstance() {
            if (instance == null) {
                instance = new LazySingleton();
            }
            return instance;
        }
    }
    
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    1.2 饿汉式单例实现

    类一旦加载就创建一个单例,保证在调用getInstance方法之前单例就已经存在了

    publc class HungrySingleton {
        private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
    
        private HungrySingleton() {
        }
    
        public static HungrySingleton getInstance() {
            return instance;
        }
    }
    
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    1.3 多例(Multitcm)模式

    单例模式可扩展为有限的多例(Multitcm)模式,这种模式可生成有限个实例并保存在ArrayList中,需要时可从ArrayList随机获取

    public class Multitcm {
        private static int listSize = 3;
    
        // static关键字保证list在内存中只有一份
        private static ArrayList list = new ArrayList();
    
        // 添加3个实例到list
        static {
            for(int i = 0; i < listSize; i++) {
                list.add(new Multitcm());
            }
        }
    
        private Multitcm() {
        }
    
        // 从list中随机获取一个实例
        public static Multitcm getRandomInstance() {
            int index = (int) (Math.random() * listSize);
            return list.get(index);
        }
    }
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/yy8623977/article/details/125525562