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设计模式——单例模式

news 2025/7/17 1:15:06

单例模式分为懒汉式和饿汉式两种

在有些系统中，为了节省内存资源、保证数据内容的一致性，对某些类要求只能创建一个实例，这就是所谓的单例模式. 例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

单例模式有 3 个特点：

1. 单例类只有一个实例对象；

2. 该单例对象必须由单例类自行创建；

3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；

懒汉式单例模式：

在类加载时便进行单例对象的创建，不会因为线程产生不安全原因

public class Wonder {public static Wonder wonder=new Wonder();private Wonder(){}public static Wonder getWonder(){return wonder;}
}

饿汉式单例模式：

在使用访问方法时才进行单例对象进行生成操作，在多线程的情况下有问题


public class Wonder {public static Wonder wonder;private Wonder(){}public static Wonder getWonder(){if(wonder==null){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}wonder=new Wonder();}return wonder;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(()->{System.out.println(Wonder.getWonder());}).start();}}
}

所以需要处理线程安全问题，可以给访问方法添加锁


public class Wonder {public static Wonder wonder;private Wonder(){}public static synchronized Wonder getWonder(){if(wonder==null){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}wonder=new Wonder();}return wonder;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(()->{System.out.println(Wonder.getWonder());}).start();}}
}

但是虽然给方法加锁以后，线程安全解决了，但是效率下去了，所以我们可以给代码块加锁，并使用双重判断，再给单例对象使用volatile关键字，防止指令重排生成半成品对象

//懒汉模式
public class Wonder1 {public static volatile Wonder1 wonder1;   //防止指令重排出现半成品对象private  Wonder1(){};public static Wonder1 getWonder1(){if(wonder1==null){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//防止多个线程进入到此等待锁释放synchronized (Wonder1.class){//当上一层的线程获得锁后再次判断是否已经初始化过if(wonder1==null){wonder1=new Wonder1();}}}return wonder1;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(()->{System.out.println(Wonder1.getWonder1());}).start();}}
}