什么是单例模式?
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场景,也就是说:确保某个类有且只有一个对象的场景,避免产生多个对象消耗过多的资源,或者某种类型的对象应该有且只有一个。
构建单例模式的关键:
1.构造函数不对外开放,一般为Private
2.通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象
3.确保单例类的对象有且只有一个,尤其是多线程的环境下
4.确保单例类对象在反序列化时不会重新构建对象
单例模式构建方式:
1.饿汉模式
2.懒汉模式(Double Check)
3.静态内部类的单例模式
4.容器实现单例模式
5.序列化反序列化单例模式(readResolve)
6.枚举单例模式
代码示例:
1.饿汉模式
public class Singleton {
private Singleton(){
}
private static final Singleton Instance=new Singleton();
public Singleton getInstance(){
return Instance;
}
}
2. 懒汉模式(Double Check)
public class Singleton {
private Singleton(){
}
private static volatile Singleton Instance=null;
public Singleton getInstance(){
if(Instance==null){
synchronized (Singleton.class) {
if(Instance==null)
{
Instance=new Singleton();
return Instance;
}
}
}
return Instance;
}
}
需要volatile关键字修饰Intance,volatile的语义是“禁止CPU对字节码指令重排序”,因为现在电脑是多核,所以JVM在运行的时候会将字节码指令进行重排序优化来更好的执行,所以这就可能会出现线程A的字节码指令执行到一半,线程B的字节码指令就去执行而首先对Intance进行修改,而导致线程A字节码执行到new的时候Intance已经被初始化。这时候就会有问题,所以需要禁止字节码重排序。
3.静态内部类单例模式
public class Singleton {
private Singleton(){}
private static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.Instance;
}
/**
* 静态内部类
*/
private static class SingletonHolder{
private static final Singleton Instance = new Singleton();
}
}
当第一次加载Singleton类时,并不会初始化Instance,只有在第一次调用Singleton的getInstance方法时,才会导致 Instance 被初始化。第一次调用 getInstance 方法会导致虚拟机加载SingletonHolder类,这种方式不仅能够确保线程安全,也能够保证单例对象的唯一性,同时也延迟了单例对象的实例化,所以推荐使用这种方法。
4.使用容器实现单例模式
public class SingletonManager {
private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String, Object>();
private SingletonManager(){ }
//将多种单例类型注入到一个统一的管理类,在使用时根据key获取对象对应类型的对象
public static void registerService(String key, Object instance)
{
if(!objMap.containsKey(key)){
objMap.put(key, instance);
}
}
public static Object getService(String key){
return objMap.get(key);
}
}
5.使用序列化现单例模式
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
public class SerSingleton implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
String name;
private SerSingleton() {
System.out.println("Singleton is create");
name = "SerSingleton";
}
private static SerSingleton instance = new SerSingleton();
public static SerSingleton getInstance() {
return instance;
}
public static void createString() {
System.out.println("createString in Singleton");
}
private Object readResolve(){
return instance;
}
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
SerSingleton s1 = null;
SerSingleton s = SerSingleton.getInstance();
FileOutputStream fos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
FileInputStream fis = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
fos = new FileOutputStream("SerSingleton.obj");
oos = new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(s);
} finally {
oos.flush();
oos.close();
fos.close();
}
try{
fis = new FileInputStream("SerSingleton.obj");
ois = new ObjectInputStream(fis);
s1 = (SerSingleton) ois.readObject();
}finally{
ois.close();
fis.close();
}
System.out.println(s == s1);
}
}
序列化单例模式需要实现readResolve方法。
6.使用enum现单例模式
public enum SingletonClass implements Serializable {
INSTANCE;
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;
public void test() {
System.out.println("The Test!");
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
SingletonClass s1 = null;
SingletonClass s = SingletonClass.INSTANCE;
FileOutputStream fos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
FileInputStream fis = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
fos = new FileOutputStream("SingletonClass.obj");
oos = new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(s);
} finally {
oos.flush();
oos.close();
fos.close();
}
try {
fis = new FileInputStream("SingletonClass.obj");
ois = new ObjectInputStream(fis);
s1 = (SingletonClass) ois.readObject();
} finally {
ois.close();
fis.close();
}
System.out.println(s == s1);
}
}
这种容器单例模式的实现,在Android中,我们使用的Context的getSystemService(key)的方式,就是利用的容器单例模式。eg:WIndowsManagerService、ActivityManagerService等等。在虚拟机第一次加载该类时,会注册各种Service,这些服务以键值对的形式存储在一个HashMap中,用户使用时只需要根据key来获取到对应的具体服务对象了。