Java - 單例類

Java單例設計模式

單例模式是Java中最簡單的設計模式之一。這種設計模式屬於建立模式，因為它提供了一種建立物件的最佳方法。

Java單例類

這種模式涉及一個單一的類，它負責建立物件，同時確保只建立單個物件。這個類提供了一種訪問其唯一物件的方法，可以直接訪問而無需例項化類的物件。

由於只有一個單例例項，單例的任何例項欄位都只會在每個類中出現一次，就像靜態欄位一樣。單例通常控制對資源的訪問，例如資料庫連線或套接字。

例如，如果您只有一個數據庫連線許可證，或者您的JDBC驅動程式在多執行緒方面存在問題，則單例確保只建立一個連線，或者只有一個執行緒可以同時訪問連線。

單例設計模式的優點

單例設計模式節省記憶體，因為它只建立了一個物件例項，並且它還提供對其例項的全域性訪問。

單例設計模式的用途

當您想要建立一個只有一個例項的類時，使用單例設計模式。它主要用於多執行緒中，以建立多執行緒和資料庫相關的應用程式。

一些使用單例設計模式的設計

• 建立日誌記錄類
• 建立與配置管理相關的類
• 建立與資料庫連線池相關的類
• 為快取機制建立一個類

Java單例類/設計模式：示例

示例1

最簡單的實現包括一個私有建構函式和一個用於儲存其結果的欄位，以及一個具有諸如getInstance()之類的名稱的靜態訪問器方法。

私有欄位可以在靜態初始化塊中賦值，或者更簡單地使用初始化器賦值。getInstance()方法（必須是公共的）然後簡單地返回此例項 -

package com.tutorialspoint;

class Singleton {

   private static Singleton singleton = new Singleton( );

   /* A private Constructor prevents any other
    * class from instantiating.
    */
   private Singleton() { }

   /* Static 'instance' method */
   public static Singleton getInstance( ) {
      return singleton;
   }

   /* Other methods protected by singleton-ness */
   protected void demoMethod( ) {
      System.out.println("demoMethod for singleton");
   }
}
public class Tester {

   public static void main(String[] args) {
      Singleton tmp = Singleton.getInstance( );
      tmp.demoMethod( );
   }
}

如果您編譯並執行上述程式，您將得到以下結果 -

輸出

demoMethod for singleton

示例2

下面的實現顯示了一個經典的單例設計模式。在這個例子中，ClassicSingleton類維護對唯一單例例項的靜態引用，並從靜態getInstance()方法返回該引用。

在這裡，ClassicSingleton類採用了一種稱為延遲例項化的技術來建立單例；因此，只有在第一次呼叫getInstance()方法時才會建立單例例項。這種技術確保僅在需要時才建立單例例項。

package com.tutorialspoint;

class ClassicSingleton {

   private static ClassicSingleton instance = null;
   private ClassicSingleton() {
      // Exists only to defeat instantiation.
   }

   public static ClassicSingleton getInstance() {
      if(instance == null) {
         instance = new ClassicSingleton();
      }
      return instance;
   }
   
   protected void demoMethod( ) {
      System.out.println("demoMethod for singleton");
   }
}
public class Tester {

   public static void main(String[] args) {
      ClassicSingleton tmp = ClassicSingleton.getInstance( );
      tmp.demoMethod( );
   }
}

如果您編譯並執行上述程式，您將得到以下結果 -

輸出

demoMethod for singleton

示例3

下面的實現顯示了一個執行緒安全的單例物件建立。在這個例子中，ClassicSingleton類維護對唯一單例例項的靜態引用，並從靜態getInstance()方法返回該引用，我們使用synchronized關鍵字使其成為執行緒安全的。

class ClassicSingleton {

   private static ClassicSingleton instance = null;
   private ClassicSingleton() {
      // Exists only to defeat instantiation.
   }

   public static synchronized ClassicSingleton getInstance() {
      if(instance == null) {
         instance = new ClassicSingleton();
      }
      return instance;
   }
   
   protected void demoMethod( ) {
      System.out.println("demoMethod for singleton");
   }
}
public class Tester {

   public static void main(String[] args) {
      ClassicSingleton tmp = ClassicSingleton.getInstance( );
      tmp.demoMethod( );
   }
}

如果您編譯並執行上述程式，您將得到以下結果 -

輸出

demoMethod for singleton