单例模式
单例模式
单例模式的什么
singleton pattern是指确保某一个类只有一个实例，并且自动实例化向整个系统提供。
单例模式最简单例子
大臣参见皇帝，每天面见的皇帝都是同一个，用UML图可以表示成如图。
package case1;
/**
* <pre>皇帝类</pre>
*
* @author QuinnTian
* @since
*/
public class Emperor {
/*初始化一个皇帝，静态和最终关键字是关键*/
private static final Emperor emperor = new Emperor();
/*皇帝类的构造方法*/
private Emperor(){}
/*静态方法用于获取皇帝的对象*/
public static Emperor getInstance(){
return emperor;
}
/*皇帝说话*/
public static void say(){
System.out.println("我就是皇帝某某.....");
}
}
package case1;
/**
* <pre></pre>
*
* @author QuinnTian
* @since
*/
public class Minister {
public static void main(String[] args){
for(int day = 0;day<3;day++){
Emperor emperor = Emperor.getInstance();
emperor.say();
}
/*运行输出三天见得皇帝是同一个人*/
}
}
运行结果
我就是皇帝某某.....
我就是皇帝某某.....
我就是皇帝某某.....
单例模式的通用模板
上面例子可以抽象成一个通用模板，类图如下。
package case2;
/**
* <pre>单例模式通用代码</pre>
*
* @author QuinnTian
* @since
*/
public class Singleton {
/*限制产生多个对象*/
private static final Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton(){}
/*获取对象实例*/
public static Singleton getSingleton(){
return singleton;
}
/*该类的其他方法*/
public static void doSomeing(){}
}
写法2：不推荐
package case2;
/**
* <pre>通用单例类-线程不安全</pre>
*
* @author QuinnTian
* @since
*/
public class SingletonUnSafe {
public static SingletonUnSafe singletonUnSafe = null;
public SingletonUnSafe(){}
public static SingletonUnSafe singletonUnSafe(){
if( singletonUnSafe == null){
singletonUnSafe = new SingletonUnSafe();
}
return singletonUnSafe;
}
}
上面写法关键点
- 确保类的实例只能有一个，因此要添加static和final
- 构造方法必须使用private以此来保证，类不会在外部类中意外实例化
- 定义静态方法，专门提供实例化的方法，在外部类中调用
- 第二种写法，在高并发的情况会发生线程不安全，因为初始化实例需要时间，意思是假设线程A初始化实例，这时候线程B也来到了IF条件，但此时线程A并没有完成实例初始化，则判断条件为真，导致进程中出现了第二个实例，因此说明该线程不安全。
单例模式扩展-指定单例个数
第一个简单的例子只是在内存中存在一个单例，如果我们要求在内存中指定指定数量的实例，如何做？这就是单例模式扩展情况，下面是类图。
package case3;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
/**
* <pre>单例模式扩展：生成多个单例</pre>
*
* @author QuinnTian
* @since
*/
public class Emperor {
/*定义能够产生最多的单例的数目*/
private static int maxNumOfEmperor = 2;
/*定义每个皇帝的名字*/
private static ArrayList<String> nameList = new ArrayList<>();//高并发下使用vector
/*定义一个列表容纳所有皇帝的实例*/
private static ArrayList<Emperor> emperorArrayList = new ArrayList<>();
/*当前皇帝的序列号*/
private static int countNumOfEmperor = 0;
/*默认构造方法*/
private Emperor(){}
/*构造方法*/
private Emperor(String name){
nameList.add(name);
}
/*产生所有对象*/
static{
for (int i = 0 ; i< maxNumOfEmperor;i++){
emperorArrayList.add(new Emperor("皇帝，序号："+i));
}
}
/*随机获得一个皇帝*/
public static Emperor getInstance(){
Random random = new Random();
countNumOfEmperor = random.nextInt(maxNumOfEmperor);
return emperorArrayList.get(countNumOfEmperor);
}
/*皇帝说话*/
public static void say (){
System.out.println(nameList.get(countNumOfEmperor));
}
}
package case3;
/**
* <pre></pre>
*
* @author QuinnTian
* @since
*/
public class Minister {
public static void main(String arg[]){
/*定义五个大臣*/
int ministerNum = 5 ;
for (int i =0;i<ministerNum;i++){
Emperor emperor = Emperor.getInstance();
System.out.println("第"+i+1+"个大臣参拜的是：");
emperor.say();
}
}
}
单例模式的应用
- 要求唯一生成序列号
- Web页面的计数器，不要每次刷新都写入数据库，可以开一个单例
- 工具类
- Spring中的容器Bean的默认模式就是单例模式