單例模式 · java development

[TOC] ## 1. 單例模式 **餓漢**由jvm保證單例性：類屬性只有在類加載的時候保證一次初始化（**編譯時，將類方法收集到clinit<>方法中，clinit<>方法保證百分之百的同步，滿足可見、原子、順序性**） **懶漢：**需要收到加synchronized進行同步 ### 1.1 餓漢模式 > * 餓漢模式優點是：寫起來比較簡單，而且不存在多線程同步問題，避免了synchronized所造成的性能問題；缺點是：當類SingletonTest被加載的時候，會初始化static的instance，靜態變量被創建并分配內存空間，從這以后，這個static的instance對象便一直占著這段內存（即便你還沒有用到這個實例），當類被卸載時，靜態變量被摧毀，并釋放所占有的內存，因此在某些特定條件下會耗費內存。 ~~~ /** * 方法一 * 單例模式的實現：餓漢式,線程安全但效率比較低 */ public class SingletonTest { // 1. 定義一個私有的構造方法 private SingletonTest() { } // 2. 將自身的實例對象設置為一個屬性,并加上Static和final修飾符 private static final SingletonTest instance = new SingletonTest(); // 3. 靜態方法返回該類的實例 public static SingletonTest getInstancei() { return instance; } } ~~~ * * * * * ### 1.2 飽漢模式 ~~~ /** * * 單例模式的實現：飽漢式,線程安全簡單實現 * */ public class SingletonTest { // 定義一個私有構造方法 private SingletonTest() { } //定義一個靜態私有變量(不初始化，不使用final關鍵字，使用volatile保證了多線程訪問時instance變量的可見性，避免了instance初始化時其他變量屬性還沒賦值完時，被另外線程調用) private static volatile SingletonTest instance; //定義一個共有的靜態方法，返回該類型實例 public static SingletonTest getIstance() { // 對象實例化時與否判斷（不使用同步代碼塊，instance不等于null時，直接返回對象，提高運行效率） if (instance == null) { //同步代碼塊（對象未初始化時，使用同步代碼塊，保證多線程訪問時對象在第一次創建后，不再重復被創建） synchronized (SingletonTest.class) { //未初始化，則初始instance變量 if (instance == null) { instance = new SingletonTest(); } } } return instance; } } ~~~ ### 1.3 靜態內部類創建單例對象（推薦）通過將這個單實例的引用變量定義在靜態內部類中，來實現單例，這樣可以做到不用if條件進行判斷，并且是多線程安全的(由jvm保證)。 1.類加載的最有初始化過程會調用類對象<clinit>構造方法 2. <clinit>**靜態變量、常量的賦值動作和靜態代碼塊** 組成的 3. jvm保證多線程下同步加鎖clinit方法，保障方法執行一次靜態內部類在用到時，加載到內存，到了初始化階段執行clinit方法（僅一次，保證單例），執行其中的靜態屬性賦值（工具類初始化） ~~~ package JavaTest.SingletonTest; /** * Created by dailin on 2017/11/23. */ public class SingleTest { //定義一個內部類 private static class NestClass { private static SingleTest instance; //利用靜態代碼塊，對外圍類初始化 static { System.out.println("靜態內部類NestClass靜態代碼塊執行。。。。。"); System.out.println("instance = new SingletonTest()。。。。。。"); instance = new SingleTest(); } } // 不能直接new private SingleTest() { System.out.println("private SingletonTest()"); } public static SingleTest getInstance() { System.out.println("SingletonTest getInstance()"); return NestClass.instance; } public static void main(String[] args) { SingleTest instance = SingleTest.getInstance(); System.out.println("========================================"); SingleTest instance01 = SingleTest.getInstance(); System.out.println("========================================"); SingleTest instance02 = SingleTest.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance); } } ~~~ 例2：通過內部類實現 KeyStore 對象的單例 ~~~ package cn.com.bigssl.crypto; import com.aexit.motordriver.commons.utils.TimingDBConnection; import java.io.FileInputStream; import java.io.InputStream; import java.security.KeyStore; import java.security.KeyStoreException; import java.security.PrivateKey; import java.security.cert.X509Certificate; import java.util.Enumeration; public class TimingCertificate { private PrivateKey privateKey; private String SerialNumber; // 直接Nested.keyStore使用 static class Nested{ static KeyStore keyStore = null; static String passwd = "1"; static { String osType = System.getProperty("os.name"); String path = System.getProperty("user.home") + "/application/jilinax.pfx"; try { keyStore = KeyStore.getInstance("PKCS12"); InputStream input = new FileInputStream(path); keyStore.load(input, passwd.toCharArray()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } public void readPfx() throws Exception { Enumeration<String> aliases = Nested.keyStore.aliases(); if (!aliases.hasMoreElements()) throw new RuntimeException("no alias found"); String alias = aliases.nextElement(); X509Certificate cert = (X509Certificate) Nested.keyStore.getCertificate(alias); SerialNumber = cert.getSerialNumber().toString();//序列號 SerialNumber = Long.toHexString(Long.parseLong(SerialNumber)).toUpperCase(); privateKey = (PrivateKey) Nested.keyStore.getKey(alias, Nested.passwd.toCharArray());//私鑰 } public PrivateKey getPrivateKey() { return privateKey; } public String getSerialNumber() { return SerialNumber; } public static void main(String[] args){ System.out.println(System.getProperty("user.home")); } } ~~~ 例3：測試單例 ~~~ package com.aixin.tuna.fdfs; import org.csource.fastdfs.*; import java.sql.Connection; import java.sql.SQLException; /** * Created by dailin on 2018/7/11. */ public class FdfsUtil { static class Nested { private static TrackerServer trackerServer =null; private static StorageServer storageServer = null; private static StorageClient storageClient = null; static { try { ClientGlobal.init("fdfs_client.conf"); TrackerClient tracker = new TrackerClient(); trackerServer = tracker.getConnection(); storageClient = new StorageClient(trackerServer, storageServer); }catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } //獲取單例 public static StorageClient getStorageClient() { return Nested.storageClient; } } ~~~ ~~~ import com.aixin.tuna.fdfs.FdfsUtil; import org.csource.fastdfs.StorageClient; import org.junit.Test; import javax.sound.midi.Soundbank; /** * Created by dailin on 2018/7/11. */ public class SingleInstanceTest { @Test public void singleInstanceTest() { StorageClient storageClient; StorageClient storageClient1; storageClient = FdfsUtil.getStorageClient(); storageClient1 = FdfsUtil.getStorageClient(); System.out.println(storageClient == storageClient1); int storageClientAddr = System.identityHashCode(storageClient); int storageClientAddr1 = System.identityHashCode(storageClient1); System.out.println("storageClient地址：" + storageClientAddr); System.out.println("storageClient1地址：" + storageClientAddr1); } } ~~~ ~~~ true storageClient地址：1347137144 storageClient1地址：1347137144 ~~~ ### 1.4 使用場景適用場景： 1.需要生成唯一序列的環境 2.需要頻繁實例化然后銷毀的對象。 3.創建對象時耗時過多或者耗資源過多，但又經常用到的對象。 4.方便資源相互通信的環境