設計模式—單例模式

• 2022 年 9 月 23 日
• 筆記
• 設計模式

簡述

• 類型：創建型。
• 目的：杜絕相同對象的反覆創建，提升系統性能。

話不多說，直接看實現方案例。

實現案例

餓漢式

項目啟動時載入

public class Test {
    private static Test ins = new Test();
    public static Test instance() {
        return ins;
    }
}

在項目啟動時就被載入 → 項目啟動變慢
如果對象不經常使用的話還存在浪費資源的問題。

懶漢式

懶載入，在使用時才被載入

public class Test {
    private static Test ins;
    public static synchronized Test instance() {
        if (ins == null) ins = new Test();
        return ins;
    }
}

在項目啟動時並不載入 → 項目載入變快
第一次使用時載入 → 存在第一次使用時等待過長的問題
使用synchronized方法 → 性能下降

懶漢式(優化版)

懶載入，在使用時才被載入(解決並發的性能問題)

public class Test {
    private static Test ins;
    public static Test instance() {
        if (ins == null) {
            synchronized (Test.class) {
                if (ins == null) ins = new Test();
            }
        }
        return ins;
    }
}

在項目啟動時並不載入 → 項目載入變快
第一次使用時載入 → 存在第一次使用時等待過長的問題
使用雙重判斷方法 → 相對優化前性能提升
不推薦使用

靜態內部類(懶漢式)

懶載入，在使用時才會被載入(無並發性能問題)

public class Test {
    private static Singleton {
        private static final Test ins = new Test();
    }
    public static Test instance() {
        return Singleton.ins;
    }
}

在項目啟動時並不載入 → 項目載入變快
第一次使用時載入 → 存在第一次使用時等待過長的問題
推薦使用

枚舉(餓漢式)

public enum Test {
    INSTANCE;
    public static Test instance() {
        return INSTANCE;
    }
}

在項目啟動時就被載入 → 項目啟動變慢
如果對象不經常使用的話還存在浪費資源的問題。
推薦使用

總結

優點

1. 減少對象的創建次數，提高系統性能。

缺點

1. 由於是靜態資源，所以增加了記憶體上的負擔。

適用場景

1. 避免資源的互斥(見樣例)

   public class Test {
       private FileWriter fw;
       public void write(String fileName, String data) throws IOException {
           fw = new FileWriter(fileName);
           fw.write(data);
       }
   }
   

   這段程式碼可能會有問題：當多個Test對象對同一個fileName寫入時，由於FileWriter的父類Writer中定義的write有一把對象鎖，多個FileWriter就導致有多把鎖，無法做到互斥，就會出現錯誤。

2. 全局唯一類(工具類等)