Singleton——单例模式

什么是单例模式

  1.     **_确保一个类只生成一个实例，并提供一个访问它的全局访问点_**。<br />
  2.     Singleton模式让类负责保存它的唯一实例，这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且提供一个访问该实例的方法

单例模式的角色构成

  • Singleton
    Singleton角色中有一个返回唯一实例的静态方法，该方法总会返回同一个实例。

示例程序

类的组成表

类名 说明
Singleton 只生成一个实例
SingletonMain 测试类

示例程序类图

Singleton类

  1.     Singleton类只会生成一个实例，Singleton类定义了一个静态成员变量singleton，在类被加载时会将singleton初始化为Singleton的实例，初始化行为仅在该类被加载时进行一次。<br />
  2.     Singleton类的构造函数使用了private修饰，这是为了禁止从Singleton类外部调用构造函数。如果从Singleton类以外调用构造方法new Singleton()，会出现编译错误，getInstance()方法提供了获取Singleton类唯一实例的入口。
  1. package com.example.singleton;
  3. public class Singleton {
  4.     private static Singleton singleton = new Singleton();
  6.     private Singleton() {
  7.         System.out.println("生成了一个实例");
  8.     }
  10.     public static Singleton getInstance() {
  11.         return singleton;
  12.     }
  13. }

SingletonMain类

  1.     调用两次getInstance()方法获取Singleton类的实例，通过"=="判断是否为同一个实例。
  1. package com.example.singleton;
  3. public class SingletonMain {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         System.out.println("Start");
  6.         Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
  7.         Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
  9.         if (obj1 == obj2) {
  10.             System.out.println("obj1和obj2是相同的实例");
  11.         } else {
  12.             System.out.println("obj1和obj2是不同的实例");
  13.         }
  15.         System.out.println("End");
  16.     }
  17. }

测试结果

  1. Start
  2. 生成了一个实例
  3. obj1和obj2是相同的实例
  4. End

拓展延伸

多线程下的单例模式

在多线程环境下，以下程序在多个线程调用getInstance()方法创建实例时，可能会生成多个实例；

示例程序：

SingletonThread类
  1. package com.example.singleton.test;
  3. public class SingletonThread {
  4.     private static SingletonThread singleton = null;
  6.     private SingletonThread() {
  7.         System.out.println("生成了一个实例");
  8.         slowdown();
  9.     }
  11.     public static SingletonThread getInstance() {
  12.         // 线程不安全，使用null == singleton判断实例为空后，生成了一个新的实例
  13.         // 在多线程环境下，其他线程也可能判断 if (null == singleton)
  14.         if (null == singleton) {
  15.             singleton = new SingletonThread();
  16.         }
  17.         return singleton;
  18.     }
  21.     private void slowdown() {
  22.         try {
  23.             Thread.sleep(1000);
  24.         } catch (InterruptedException e) {
  25.             e.printStackTrace();
  26.         }
  27.     }
  28. }

SingletonThreadMain类

  1. package com.example.singleton.test;
  3. public class SingletonThreadMain extends Thread{
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         System.out.println("Start.");
  6.         new SingletonThreadMain("A").start();
  7.         new SingletonThreadMain("B").start();
  8.         new SingletonThreadMain("C").start();
  9.         System.out.println("End.");
  10.     }
  12.     public void run() {
  13.         SingletonThread obj = SingletonThread.getInstance();
  14.         System.out.println(getName() + ": obj = " + obj);
  15.     }
  17.     public SingletonThreadMain(String name) {
  18.         super(name);
  19.     }
  20. }

测试结果
  1. Start.
  2. End.
  3. 生成了一个实例
  4. 生成了一个实例
  5. 生成了一个实例
  6. B: obj = com.example.singleton.test.SingletonThread@59e72e28
  7. C: obj = com.example.singleton.test.SingletonThread@4a140fe5
  8. A: obj = com.example.singleton.test.SingletonThread@2f5aff2b