文章目录
- 1. 定义
- 2. 应用场景
- 3. 代码实现
- 1)懒汉式
- 2)饿汉式
- 4. 应用示例
- 结语
在软件开发中,单例模式是一种常见的设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。单例模式在需要控制某些资源,如数据库连接池、线程池等共享资源的情况下非常有用。在本文中,我们将介绍 Java 设计模式中的单例模式,了解其实现方式、使用场景以及如何在实际开发中应用。
1. 定义
单例模式是一种创建型设计模式,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点,使得这个实例可以被全局范围内的代码所访问。单例模式的主要目的是控制某个类的实例数量,确保在整个应用程序中只有一个实例存在。
2. 应用场景
单例模式的应用场景包括但不限于以下情况:
-
资源共享:
当多个地方需要共享某个资源时,可以使用单例模式确保全局只有一个实例,避免资源浪费
-
配置管理:
单例模式可以用于全局配置管理,确保整个系统共享同一份配置信息
-
日志记录:
记录应用程序操作日志的时候,单例模式可以确保全局只有一个日志对象,方便集中管理
3. 代码实现
在 Java 中,实现单例模式有多种方式,下面是其中两种常用的方式:
1)懒汉式
懒汉式是指在第一次使用时才创建实例。这种方式延迟了对象的创建时间,但需要注意多线程下的安全性
package com.cheney.demo.singleton;
public class LazySingleton {
private static LazySingleton instance;
// 私有构造方法,防止外部实例化
private LazySingleton() {}
public static synchronized LazySingleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
上述实现使用了 synchronized
关键字确保多线程环境下的安全性,但这也带来了性能开销
为了减少锁的粒度,可以使用双重检查锁方式
package com.cheney.demo.singleton;
public class DoubleCheckedLazySingleton {
private static volatile DoubleCheckedLazySingleton instance;
// 私有构造方法,防止外部实例化
private DoubleCheckedLazySingleton() {}
public static DoubleCheckedLazySingleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (DoubleCheckedLazySingleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new DoubleCheckedLazySingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
2)饿汉式
饿汉式是指在类加载时就创建实例,不管是否会被使用。这种方式简单且线程安全,但可能造成资源浪费
package com.cheney.demo.singleton;
public class DoubleCheckedLazySingleton {
private static volatile DoubleCheckedLazySingleton instance;
// 私有构造方法,防止外部实例化
private DoubleCheckedLazySingleton() {}
public static DoubleCheckedLazySingleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (DoubleCheckedLazySingleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new DoubleCheckedLazySingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
4. 应用示例
假设我们有一个需要记录日志的应用程序,我们希望使用单例模式管理日志对象
package com.cheney.demo.singleton;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Logger {
private static Logger instance;
private List<String> logEntries;
private Logger() {
logEntries = new ArrayList<>();
}
public static synchronized Logger getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Logger();
}
return instance;
}
public void log(String message) {
logEntries.add(message);
System.out.println("[Log] " + message);
}
public List<String> getLogEntries() {
return logEntries;
}
}
在使用中,我们通过 Logger.getInstance()
获取 Logger 的实例,并记录日志
package com.cheney.demo.singleton;
import java.util.List;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Logger logger = Logger.getInstance();
logger.log("Hello...");
logger.log("Cheney...");
List<String> logEntries = logger.getLogEntries();
System.out.println("收集到的日志内容:");
for (String entry : logEntries) {
System.out.println(entry);
}
}
}
运行结果
结语
单例模式是一种常见且实用的设计模式,它可以确保在整个应用程序中只有一个实例存在。在选择懒汉式或饿汉式实现方式时,需要根据具体的需求和性能考虑来选择合适的方式。在实际开发中,单例模式通常用于管理共享资源、配置信息等全局唯一的对象。通过合理使用单例模式,可以提高系统的灵活性和可维护性。