Java 單例類
本教程將在定義級別討論單例類並強調其重要性。我們將描述編寫 Java 單例類的各種設計模式,並藉助程式碼示例對其進行解釋。
Java 中的單例類
Java 單例類允許我們一次只建立該類的一個例項,該例項通過這個單一例項(也稱為類的物件)全域性服務於所有類。單例類不同於用於特定目的的普通類。
它包括避免類的不必要的例項化並確保一次只存在一個物件。它可以節省記憶體並加快工作速度。
請參閱下面的程式碼,其中我們有 ABC
和 XYZ
類。ABC
類有一個名為 method1
的方法,它列印字串 "Hi"
。
我們在 XYZ
類中建立類 ABC
的例項來呼叫駐留在類 ABC
中的 method1
,我們建立另一個名為 ABC
的例項並再次呼叫 method1
以在下面列印"Hi"
XYZ
類。現在,我們有兩個名為 object1
和 object2
的例項(物件),它們擁有不同的引用,但呼叫同一類的相同函式。
我們建立了類 ABC
的兩個物件,它們是類的不必要例項化。我們可以對單個物件做同樣的工作。
其次,每當我們建立一個物件時,它都會佔用記憶體中的空間,這意味著我們通過建立同一個類的多個物件來浪費記憶體。這就是我們使用單例類來避免這些情況的地方。
示例程式碼:
public class ABC {
//constructor
public ABC(){}
//method1
public void method1(){
System.out.println("Hi");
}
}
public class XYZ {
//first instance of ABC class
ABC object1 = new ABC();
object1.method1();
//second instance of ABC class
ABC object2 = new ABC();
object2.method1();
}
單例類在各種應用程式中非常有用,包括日誌記錄、執行緒池、配置設定、快取、資料庫應用程式等。
在 Java 中使用各種方法使用單例類
在 Java 程式設計中編寫單例類有多種方法,計算機程式設計師可以從中選擇。但是所有方法都屬於以下單例類的任何一種設計模式。
- 延遲初始化
- 早期初始化
對於我們在編寫單例類時使用的任何方法,都應考慮以下因素。
- 類的建構函式必須是
private
。 - 單例類必須有一個
靜態
方法來返回這個(單例)類例項。
使用延遲初始化方法的 Java 單例類
示例程式碼(Singleton.java
):
class Singleton {
private static Singleton object = null;
public String message;
private Singleton(){
message = "Hi I live in the Singleton class";
}
public static Singleton getInstance(){
if (object == null)
object = new Singleton();
return object;
}
}
示例程式碼(Test.java
):
public class Test {
public static void main(String args[]){
Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
Singleton obj3 = Singleton.getInstance();
System.out.println("Hashcode of obj1 is "
+ obj1.hashCode());
System.out.println("Hashcode of obj2 is "
+ obj2.hashCode());
System.out.println("Hashcode of obj3 is "
+ obj3.hashCode());
if (obj1 == obj2 && obj2 == obj3) {
System.out.println("Three instances reference to the same memory location");
}else {
System.out.println("All are not referencing to the same memory location");
}
}
}
輸出:
Hashcode of obj1 is 1490180672
Hashcode of obj2 is 1490180672
Hashcode of obj3 is 1490180672
Three instances reference to the same memory location
在此方法中,僅在需要時建立類物件。使用這種方法,我們可以避免對 Singleton.java
類進行不必要的例項化。
在 Singleton.java
類中,我們建立了該類的 private static
物件(例項),但不對其進行初始化。然後,我們編寫一個 private
建構函式,確保沒有其他類可以呼叫其預設建構函式(public
)來建立物件。
最後,我們編寫了一個 static
方法來檢查 Singleton.java
類的例項,如果它是 null
,它只建立這個類的例項。在 Test.java
類中,我們可以通過建立不同的物件來確認,以確保每次只建立和呼叫一個例項。
使用早期初始化方法的 Java 單例類
示例程式碼(Singleton.java
):
class Singleton {
private static final Singleton object = new Singleton();
public String message;
private Singleton(){
message = "Hi I live in the Singleton class";
}
public static Singleton getInstance(){
return object;
}
}
示例程式碼(Test.java
):
public class Test {
public static void main(String args[]){
Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
Singleton obj3 = Singleton.getInstance();
System.out.println("Hashcode of obj1 is "
+ obj1.hashCode());
System.out.println("Hashcode of obj2 is "
+ obj2.hashCode());
System.out.println("Hashcode of obj3 is "
+ obj3.hashCode());
if (obj1 == obj2 && obj2 == obj3) {
System.out.println("Three instances reference to the same memory location");
}else {
System.out.println("All are not referencing to the same memory location");
}
}
}
輸出:
Hashcode of obj1 is 1490180672
Hashcode of obj2 is 1490180672
Hashcode of obj3 is 1490180672
Three instances reference to the same memory location
在 Singleton.java
類中,我們建立該類的 private static final
例項並對其進行初始化。然後,我們編寫一個 private
建構函式和一個靜態方法來返回這個類的例項。
請記住,Signleton.java
類例項將在載入時建立。我們還可以將類的例項設定為 public static final
而不是 private static final
,以直接訪問該類。
此外,我們有相同的 Test.java
類,它列印並確保每次只呼叫一個例項。