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设计模式简述（二）单例模式

news 来源：原创 2025/8/29 2:03:22

单例模式

描述
基本使用
- 防破坏单例
- 饿汉式
- 懒汉式
- 有上限多例

描述

一个类全局只有一个实例，自行实例化并提供给使用。
构造函数私有化是前提

基本使用

防破坏单例

防反射：在构造函数中判断类中实例是否已初始化

private InnerClassSingleton (){if(InnerClassSingletonHolder.instance != null){throw new RuntimeException("单例模式 不允许 多例存在");}
}

防克隆：单例类不要实现Cloneable接口或者强制覆盖clone方法
如果采用的是强制覆盖clone方法，可以返回单例对象或者直接报错
防序列化：对象反序列化会调用对象的readResolve方法，可以在类中声明这个方法，并返回单例对象

    Object readResolve() throws ObjectStreamException{return InnerClassSingletonHolder.instance;}

饿汉式

静态成员初始化

public class HungrySingleton {private static HungrySingleton instange = new HungrySingleton();private HungrySingleton() {if (instange != null) {throw new RuntimeException("单例模式不允许 多例存在");}}public static HungrySingleton getInstance() {return instange;}
}

静态代码块初始化

public class HungrySingleton {private static HungrySingleton instange;static {instange = new HungrySingleton();}private HungrySingleton() {if (instange != null) {throw new RuntimeException("单例模式不允许 多例存在");}}public static HungrySingleton getInstance() {return instange;}
}

枚举（直接用吧JVM层面保证单例）

/*** @author sdaf* <p>* 枚举：本质也是一个类，底层是一个实现 Eunm 的一个类，编译器会默认添加一些属性及方法* 枚举站在单例实现角度上看 就是一个饿汉模式实现*/
public enum EnumSingleton {INSTANGE;public void test(){// code}
}

懒汉式

synchronized + double check

public class LazySingleton {private static volatile LazySingleton lazySingleton;private LazySingleton() {if(lazySingleton!=null){throw new RuntimeException("单例模式不允许 多例存在");}}public static LazySingleton getInstance() {if (lazySingleton == null) {// 线程A 线程B 均进入非空判断逻辑// 线程A 先行添加锁，然后创建实例对象，并返回// 此时线程B已经 进入非空的逻辑，然后依然会去加锁，然后创建对象，此时就违背了单例对象定义// 所以需要在加锁的内部再次进行非空判断，保证对象单例synchronized (LazySingleton.class) {if (lazySingleton == null) {try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}lazySingleton = new LazySingleton();// new 一个对象步骤进一步解析// 1、在堆内存开辟一块空间// 2、初始化对象（创建对象）// 3、将开辟的内存空间地址赋值给变量// 【但是】由于编译器和CPU的指令重排可能导致 2 和 3 执行顺序发生改变// 为 1 3 2// 此时如果第二个线程 在 第一个线程执行到 3 与 2之间时 进来// instance 是有值的，因为 instance 拿到的只是 内存地址而已，并不知道这个地址上是否实在的对象// 只有当这个对象完成初始化（创建）后这个地址上才有具体的值// 此时第二个线程拿到地址就会直接返回这个引用，// 但是此时这个对象是个 null , 可能会引起 NullPointerException// 为了防止 整个 new 操作被执行重排 需要使用关键字 volatile 来修饰变量}}}return lazySingleton;}

静态内部类

/*** @author sdaf* @Description 基于静态内部类的单例模式，也是一种懒加载* 也是借助于JVM类加载机制实现的线程安全* 类加载顺序：* 1.加载类的Class文件到内存中* 2.连接JVM，验证Class合法性，静态成员赋默认值,解析处理后的数据* 3.给静态成员赋值* 静态内部类只有在使用这个类的时候才会去加载这个类*/
public class InnerClassSingleton implements Serializable{private static final long serialVersionUID = -790330830636259886L;private static class InnerClassSingletonHolder{private static InnerClassSingleton instance= new InnerClassSingleton();}private InnerClassSingleton (){if(InnerClassSingletonHolder.instance != null){throw new RuntimeException("单例模式 不允许 多例存在");}}public static InnerClassSingleton getInstance(){return InnerClassSingletonHolder.instance;}
//Object readResolve() throws ObjectStreamException{return InnerClassSingletonHolder.instance;}
}

有上限多例

单例模式可以扩展为有上限多例

public class Multiton {private Multiton() {}private static final int MAX_INSTANCES = 3;private static final List<Multiton> instances = new ArrayList<>();// 饿汉式初始化static {for (int i = 0; i < MAX_INSTANCES; i++) {instances.add(new Multiton());}}// 懒汉式初始化public static Multiton getInstanceLazy(int index) {if (instances.get(index) == null) {synchronized (Multiton.class) {if (instances.get(index) == null) {instances.set(index, new Multiton());}}}return instances.get(index);}// 随机获取public static Multiton getRandomInstance() {Random random = new Random();return instances.get(random.nextInt(MAX_INSTANCES));}// 指定获取public static Multiton getInstance(int index) {if (index < 0 || index >= MAX_INSTANCES) {throw new IllegalArgumentException("索引超出范围");}return instances.get(index);}// 业务方法public void test() {}
}

设计模式简述（二）单例模式

单例模式描述基本使用防破坏单例饿汉式懒汉式有上限多例描述一个类全局只有一个实例，自行实例化并提供给使用。构造函数私有化是前提基本使用防破坏单例防反射：在构造函数中判断类中实例是否已初始化 private InnerClassSingleton (){if(Inn…...

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为什么需要Tags？ 在游戏开发中，游戏对象（GameObject）数量可能非常多，比如玩家、敌人、子弹等。开发者需要一种简单的方法来区分这些对象，并根据它们的类型执行不同的逻辑。核心需求： 分类和管…...

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Rust学习日记：编写一个Python扩展

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编程日记 2025/8/28 13:23:29

单例模式

描述

基本使用

防破坏单例

饿汉式

懒汉式

有上限多例

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