单例模式演示PPT和实例

单例模式是一种设计模式，它的主要目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。在软件工程中，这种模式常用于控制共享资源的访问，比如配置信息类、数据库连接池管理等。 单例模式的名称是“Singleton”，来源于英文单词“单一”。在Java语言中，实现单例模式主要有三种方式： 1. **饿汉式**（Eager Initialization）：这是最简单的实现方式，类加载时就创建了单例实例。这样保证了线程安全，但可能会造成资源浪费，因为无论是否使用，都会在类加载时创建对象。实现代码通常是将构造函数私有化，然后创建一个静态的类成员实例。 ```java public class Singleton { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; } } ``` 2. **懒汉式**（Lazy Initialization）：在类被加载后，直到首次调用getInstance方法时才创建实例。这种方式延迟了实例化的时间，但如果不加同步控制，在多线程环境下可能导致多个实例。为了解决这个问题，可以使用synchronized关键字修饰getInstance方法。 ```java public class Singleton { private static Singleton theInstance = null; private Singleton() {} public synchronized static Singleton getInstance() { if (theInstance == null) { theInstance = new Singleton(); } return theInstance; } } ``` 3. **登记式**（Registry，又称双重检查锁定）：结合了前两种方式的优点，既延迟了实例化，又保证了线程安全。它在初始化实例时会进行两次检查，第一次是在类加载时，第二次是在同步块内，以避免不必要的同步开销。 ```java public class Singleton { private volatile static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` 登记式单例还有一种变体，通过`Class.forName().newInstance()`的方式实现，利用了类加载器的特性来保证单例，这在某些特定场景下可能更为适用。 每种实现方式都有其优缺点。饿汉式简单高效，但可能会造成资源浪费；懒汉式延迟初始化，节省资源，但需处理多线程问题；登记式则在延迟初始化和线程安全之间找到了平衡，但代码相对复杂。此外，登记式单例模式的一个优点是它可以被子类化，而饿汉式和懒汉式单例通常不支持。 在实际应用中，单例模式常见于以下场合： - **配置信息类**：如XML配置文件的解析，只创建一个解析器实例来读取和管理配置信息。 - **数据库连接池控制类**：管理数据库连接，通过单例确保所有请求都使用同一组连接，提高性能并减少资源消耗。 - **Web应用中的控制类**：如Struts框架的ActionServlet，通过web.xml配置，由容器（如Tomcat）在启动时创建一个全局实例，处理所有请求。 总结来说，单例模式是设计模式的一种，它的核心是限制类的实例化次数为一次，以达到控制共享资源的目的。Java中有多种实现方式，包括饿汉式、懒汉式和登记式，它们在实现细节和性能上有差异，适用于不同的应用场景。理解并熟练运用这些实现方式，可以帮助我们编写出更高效、更可靠的代码。