So implementieren Sie ein Java-Singleton-Muster

1. Was ist das Singleton-Muster

Singleton: Stellen Sie sicher, dass eine Klasse nur eine Instanz hat und stellen Sie einen globalen Zugriffspunkt bereit, um darauf zuzugreifen.

Das Singleton-Muster ist eines der am häufigsten verwendeten Software-Designmuster. Sein Zweck besteht darin, sicherzustellen, dass es in der gesamten Anwendung nur eine einzige Instanz einer Klasse gibt.

Wenn wir beispielsweise das System starten, müssen wir einige öffentliche Konfigurationsinformationen laden, die während des gesamten Lebenszyklus der Anwendung sichtbar und eindeutig sind. In diesem Fall müssen wir sie im Singleton-Modus entwerfen . Zum Beispiel: Spring Container, Session Factory, Cache, Datenbankverbindungspool usw.

2. So stellen Sie die Einzigartigkeit der Instanz sicher

1) Verhindern Sie eine externe Initialisierung

2) Durch die Klasse selbst Instanziieren

3) Instanziierung einmal sicherstellen

4) Externe Methoden bereitstellen, um Instanzen zu erhalten

5) Thread-Sicherheit

3. Vergleich mehrerer einfacher Interessenmodelle

(1) Hungriger chinesischer Stil

„Weil du hungrig bist, musst du sofort und ohne Verzögerung essen“, In der Definition der Klasse werden gleichzeitig statische private Variablen instanziiert.

public class Singleton {
    private static final Singleton singleton = new Singleton();
 
    private Singleton() {
 
    }
 
    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

①Deklarieren Sie statische private Klassenvariablen und instanziieren Sie sie sofort, um eine Instanziierung sicherzustellen

②Private Konstruktion zur Verhinderung externer Instanziierung (kann durch Reflexion instanziiert werden, wird in diesem Fall nicht berücksichtigt)

③Stellen Sie die öffentliche getInstance()-Methode für die externe Erfassung von Singleton-Instanzen bereit.

Vorteile: Thread-Sicherheit; schnelle Instanzerfassung. Nachteile: Das Laden von Klassen bedeutet Initialisierung der Instanz, Speicherverschwendung

(2) Lazy Man Style

„Diese Person ist faul und wird nicht instanziieren, bis sie dich braucht“, Lazy Loading.

public class Singleton {
private static Singleton singleton = null;
 
private Singleton() {
 
}
 
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}

Vorteile: Bei der Methode zum Erhalten der Instanz wird die Instanz initialisiert, um Systemressourcen zu sparen

Nachteile: ① Wenn die Instanz erhalten wird, gibt es mehr Initialisierungsarbeit und das Laden Die Geschwindigkeit wird langsamer sein, was sich auf die Systemleistung auswirkt

②Jedes Mal, wenn die Instanz abgerufen wird, ist eine Nicht-Null-Prüfung erforderlich, was einen hohen Systemaufwand verursacht

③Es ist nicht threadsicher Greifen mehrere Threads gleichzeitig auf getInstance() zu, kann es sein, dass mehrere Instanzen generiert werden

Führen Sie als Nächstes eine Thread-Sicherheitstransformation durch:

1) Synchronisationssperre

public synchronized static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}

Vorteile: Thread-Sicherheit, Nachteile: Jedes Mal, wenn Sie eine Instanz erhalten, müssen Sie sie sperren, was Ressourcen verbraucht. Solange die Instanz generiert wurde, müssen Sie sie tatsächlich nicht sperren noch einmal

2) Doppelte Überprüfung der Sperre

public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}

Vorteile: Thread-Sicherheit, doppelte Überprüfung, Sicherstellung der Synchronisierung nur vor der Initialisierung der Instanz, hohe Effizienz Nachteile: Ich muss noch urteilen ob die Instanz leer ist und eine bestimmte Menge an Ressourcen verbraucht

3) Statische innere Klasse

public class Singleton {
 
private Singleton() {
 
}
 
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
}
 
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.singleton;
}
}

Vorteile: Es vermeidet den durch Synchronisierung verursachten Leistungsverlust und kann Laden verzögern

(3) Aufzählung

public enum Singleton {
    INSTANCE;
public void init() {
System.out.println("资源初始化。。。");
}
}

Natürlich Thread-sicher, verhindert die Generierung von Instanzen durch Reflektion.

4. Vor- und Nachteile des Singleton-Modus