设计模式--单例模式（一）懒汉式和饿汉式

川长思鸟来 2022-06-04 08:42 178阅读 0赞

本文是设计模式学习笔记的第二篇文章，主要分析的是单例模式。包括懒汉式，饿汉式，登记式，以及懒汉式的改进型，  
还有一个关于读取propertoes配置文件的实例。预计分为三节。这是第一节，先分析最简单的懒汉式和饿汉式。

单例模式是设计模式中比较简单的一种。适合于一个类只有一个实例的情况，比如窗口管理器，打印缓冲池和文件系统，  
它们都是原型的例子。典型的情况是，那些对象的类型被遍及一个软件系统的不同对象访问，因此需要一个全局的访问  
指针，这便是众所周知的单例模式的应用。当然这只有在你确信你不再需要任何多于一个的实例的情况下。  
单例模式的用意在于前一段中所关心的。通过单例模式你可以：

一、确保一个类只有一个实例被建立 
                     二、提供了一个对对象的全局访问指针 
                     三、在不影响单例类的客户端的情况下允许将来有多个实例

经典的单例模式有三种，懒汉式、饿汉式和 登记式。

懒汉式的特点是延迟加载，比如配置文件，采用懒汉式的方法，顾名思义，懒汉么，很懒的，配置文件的实例直到用到的  
时候才会加载。。。。。。

饿汉式的特点是一开始就加载了，如果说懒汉式是“时间换空间”，那么饿汉式就是“空间换时间”，因为一开始就创建了实例，所以每次用到的之后直接返回就好了。

让我们先看下代码：

懒汉式：

\[java\] view plain copy

//懒汉式单例模式  
    public class MySingleton {  
    
        //设立静态变量  
        private static MySingleton mySingleton = null;  
    
        private MySingleton(){  
            //私有化构造函数  
            System.out.println("-->懒汉式单例模式开始调用构造函数");  
        }  
    
        //开放一个公有方法，判断是否已经存在实例，有返回，没有新建一个在返回  
        public static MySingleton getInstance(){  
            System.out.println("-->懒汉式单例模式开始调用公有方法返回实例");  
            if(mySingleton == null){  
                System.out.println("-->懒汉式构造函数的实例当前并没有被创建");  
                mySingleton = new MySingleton();  
            }else{  
                System.out.println("-->懒汉式构造函数的实例已经被创建");  
            }  
            System.out.println("-->方法调用结束，返回单例");  
            return mySingleton;  
        }  
    }

看下客户端的测试代码：

\[java\] view plain copy

public class Client {  
    
        /** 
         * 懒汉式单例模式 
         * MySingleton 
         */  
        public static void myprint(){  
            System.out.println("-----------------懒汉式单例模式----------------");  
            System.out.println("第一次取得实例（懒汉式）");  
            MySingleton s1 = MySingleton.getInstance();  
            System.out.println("第二次取得实例（懒汉式）");  
            MySingleton s2 = MySingleton.getInstance();  
            if(s1==s2){  
                System.out.println(">>>>>s1,s2为同一实例（懒汉式）<<<<<");  
            }  
            System.out.println();  
        }  
            /** 
         * @param args 
         */  
        public static void main(String[] args) {  
            // TODO Auto-generated method stub  
            //懒汉式  
            myprint();  
            //饿汉式  
            //myprint2();  
            //懒汉式改进  
            //myprint2a();  
            //登记式  
            //myprint3();  
    
        }  
    
    }

输出结果为：

—————–懒汉式单例模式—————-  
第一次取得实例（懒汉式）  
–>懒汉式单例模式开始调用公有方法返回实例  
–>懒汉式构造函数的实例当前并没有被创建  
–>懒汉式单例模式开始调用构造函数  
–>方法调用结束，返回单例  
第二次取得实例（懒汉式）  
–>懒汉式单例模式开始调用公有方法返回实例  
–>懒汉式构造函数的实例已经被创建  
–>方法调用结束，返回单例

> > > > > s1,s2为同一实例（懒汉式）<<<<<

可以看出，在第一次调用公有方法的时候，并没有实例，所以我们创建了一个实例，之后再访问的时候，因为已经有一个已经创建好的实例，所以直接返回了。

饿汉式：

\[java\] view plain copy

//饿汉式单例模式  
    public class MySingleton2 {  
    
        //设立静态变量，直接创建实例  
        private static MySingleton2 mySingleton = new MySingleton2();  
    
        private MySingleton2(){  
            //私有化构造函数  
            System.out.println("-->饿汉式单例模式开始调用构造函数");  
        }  
    
        //开放一个公有方法，判断是否已经存在实例，有返回，没有新建一个在返回  
        public static MySingleton2 getInstance(){  
            System.out.println("-->饿汉式单例模式开始调用公有方法返回实例");  
            return mySingleton;  
        }  
    }

看下客户端的测试代码：

\[java\] view plain copy

/** 
     * 饿汉式单例模式 
     * MySingleton2 
     */  
    public static void myprint2(){  
        System.out.println("-----------------饿汉式单例模式----------------");  
        System.out.println("第一次取得实例（饿汉式）");  
        MySingleton2 s1 = MySingleton2.getInstance();  
        System.out.println("第二次取得实例（饿汉式）");  
        MySingleton2 s2 = MySingleton2.getInstance();  
        if(s1==s2){  
            System.out.println(">>>>>s1,s2为同一实例（饿汉式）<<<<<");  
        }  
        System.out.println();  
    }

\[java\] view plain copy

/** 
     * @param args 
     */  
    public static void main(String[] args) {  
        // TODO Auto-generated method stub  
        //懒汉式  
        //myprint();  
        //饿汉式  
        myprint2();  
        //懒汉式改进  
        //myprint2a();  
        //登记式  
        //myprint3();  
    
    }

输出结果为：

—————–饿汉式单例模式—————-  
第一次取得实例（饿汉式）  
–>饿汉式单例模式开始调用构造函数  
–>饿汉式单例模式开始调用公有方法返回实例  
第二次取得实例（饿汉式）  
–>饿汉式单例模式开始调用公有方法返回实例

> > > > > s1,s2为同一实例（饿汉式）<<<<<

总结一下，两种方案的构造函数和公用方法都是静态的（static），实例和公用方法又都是私有的（private）。但是饿汉式每次调用的时候不用做创建，直接返回已经创建好的实例。这样虽然节省了时间，但是却占用了空间，实例本身为static的，会一直在内存中带着。懒汉式则是判断，在用的时候才加载，会影响程序的速度。最关键的是，在并发的情况下，懒汉式是不安全的。如果两个线程，我们称它们为线程1和线程2，在同一时间调用getInstance()方法，如果线程1先进入if块，然后线程2进行控制，那么就会有两个实例被创建。