“设计模式-单例模式:让你的对象独一无二,就像你的人生一样孤独!”

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Java 设计模式简介

Java 设计模式是一套被广泛应用于面向对象软件设计的可复用解决方案。它提供了一系列经过验证的设计思想和方法,可以帮助我们解决常见的软件设计问题,并提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性。

Java 设计模式通常被分为三类:创建型模式、结构型模式和行为型模式。其中,创建型模式主要用于处理对象的创建过程,结构型模式主要用于处理对象的组合和关系,行为型模式主要用于处理对象之间的通信和协作。

下面,我们将介绍基于 Java 的单例模式,并举例说明它们的实际场景和运用。

Java 创建型模式

单例模式

单例模式是一种创建型模式,它保证类只有一个实例,并提供全局访问点。单例模式常用于控制资源的访问,例如数据库连接池、线程池等。

实现方式

单例模式有多种实现方式,其中比较常见的是饿汉式和懒汉式。

饿汉式

饿汉式在类加载时就创建了对象,因此线程安全,但可能会浪费一些内存空间。

public class Singleton {
    // 私有静态成员变量,初始化时创建 Singleton 对象
    private static Singleton instance = new Singleton();
    
    // 私有构造方法,防止外部实例化
    private Singleton() {}
    
    // 全局访问点
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}
懒汉式

懒汉式在第一次使用时才创建对象,节省了内存空间,但需要考虑线程安全问题。

public class Singleton {
    // 私有静态成员变量,延迟初始化
    private static Singleton instance;
    
    // 私有构造方法,防止外部实例化
    private Singleton() {}
    
    // 全局访问点,双重检查锁定
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

使用方法

使用单例模式时,可以通过全局访问点获取单例对象。

Singleton instance = Singleton.getInstance();

注意事项

单例模式有以下一些注意事项:

  1. 单例模式应该有一个私有的构造方法,防止外部实例化。

  2. 单例模式的静态成员变量应该是私有和静态的。

  3. 单例模式需要考虑线程安全问题,可以使用 synchronized 关键字或者其他线程安全的方式。

  4. 单例模式需要考虑序列化和反序列化的问题,可以实现 Serializable 接口并重写 readResolve 方法。

  5. 单例模式可能会对单元测试造成影响,需要注意。

总结

单例模式是一种创建型模式,它提供全局访问点,保证类只有一个实例。单例模式有多种实现方式,其中比较常见的是饿汉式和懒汉式。使用单例模式时,可以通过全局访问点获取单例对象。需要注意单例模式的一些注意事项,例如私有构造方法、静态成员变量、线程安全、序列化和反序列化等。