Java设计模式之单件模式深入讲解

2024-04-02 19:04:59 636人浏览八月长安

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摘要

目录定义Java单件模式经典单件模式的实现多线程单件模式的实现急切创建实例双重检查加锁python单件模式模块实现new关键字实现装饰器实现函数装饰器类装饰器定义单件模式确保一个类

定义

单件模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点

Java单件模式

经典单件模式的实现


public class Singleton{
	private static Singleton uniqueInstance; // 利用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例
	private Singleton(){} // 把构造器声明为私有的，只有自Singleton类内才可以调用构造器
	// 用getInstance()方法实例化对象，并返回这个实例
	public static Singleton getInstance(){
		if (uniqueInstance == null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

在多线程中以上代码会生成多个实例，所以需要我们对代码进行改进

多线程单件模式的实现


public  class Singleton{
	private static Singleton uniqueInstance;

	private Singleton(){}

	public static synchronized Singleton getInstance(){
		if(uniqueInstance == null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

通过增加synchronized关键字到getInstance()方法中，我们迫使每个线程在进入这个方法之前，要先等候别的线程离开该方法。也就是说，不会有两个线程可以同时进入这个方法。

急切创建实例


public class Singleton{
	// 在静态初始化器（static initializai）中创建单件。这样可以保证线程安全（thread sate）
	private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

	private static Singleton getInstance(){
		return uniqueInstance;
	}
	
}

在JVM在加载这个类时马上创建此唯一的单件实例。JVM保证在任何线程访问uniqueInstance静态变量之前，一定创建此实例。

双重检查加锁

会有两次检查实例是否存在，若不存在则创建实例，若存在则返回


public class Singlenton{
	// volatile关键词：当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时，多个线程正确地处理uniqueInstance变量
	private volatile static Singleton uniqueInstance();
	
	private Singleton(){}

	public static Singleton getInstance(){
		// 检查实例，如果不存在，就进入同步区块
		if(uniqueInstance == null){
			// 进入区块后，再检查一次。如果仍是null，才创建实例
			synchronized (Singleton.class){
				if(uniqueInstance == null){
					uniqueInstance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

Python单件模式

模块实现

Python 的模块就是天然的单件模式，在模块第一次被导入时，会生成.pyc文件，之后再次导入时，就会直接加载之前生成的.pyc文件，不会再次执行模块代码
先创建一个Singleton文件


class Singleton:
	def getSingleton:
		pass
singleton = Singleton()

在其他文件中导入这个模块，这个类的地址是唯一的

new关键字实现

当实例化一个对象时，先调用类的__new__方法，默认调用的是父类Object.__new__方法，实例化对象。然后再调用类的__init__方法进行属性的初始化。
我们可以再__new__方法内加一个判断，若实例存在，则不实例化，若不存在，则实例化。


class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance
    def __init__(self):
        pass

装饰器实现

通过装饰器来实现单件模式

函数装饰器


def singleton(cls):
	# 创建一个私有变量，类型为字典，用来存放类地址的
    _instance = {}

    def inner():
    	# 如果类不存在
        if cls not in _instance:
        	# 实例化一个类并存放在字典里
            _instance[cls] = cls()
        return _instance[cls]
    return inner
    
@singleton
class ClassName(object):
    def __init__(self):
        pass

类装饰器


class Singleton(object):
    def __init__(self, cls):
        self._cls = cls # 接受类名
        self._instance = {} # 存放类地址
    def __call__(self):
        if self._cls not in self._instance:
        	# 实例化类并存放在字典内
            self._instance[self._cls] = self._cls()
        return self._instance[self._cls]

@Singleton
class ClassName(object):
    def __init__(self):
        pass

以上就是Java设计模式之单件模式深入讲解的详细内容，更多关于Java设计模式的资料请关注编程网其它相关文章！

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