Java中的单例类

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在面向对象编程中，单例类是一个一次只能有一个对象（类的一个实例）的类。第一次之后，如果我们尝试实例化Singleton类，新变量也会指向创建的第一个实例。因此，无论我们通过任何实例对类内的任何变量进行什么修改，都会影响所创建的单个实例的变量，并且如果我们通过定义的该类类型的任何变量访问该变量，则该变量是可见的。

null

在将类定义为单例类时，也就是在设计单例类时，请记住关键点：

  1. 将构造函数设为私有。
  2. 编写一个静态方法，该方法具有此单例类的返回类型对象。这里，惰性初始化的概念被用来编写这个静态方法。

单身人士课程的目的

单个类的主要目的是将对象创建的数量限制为仅一个。这通常可以确保对资源进行访问控制，例如套接字或数据库连接。

使用singleton类不会造成内存空间浪费，因为它会限制实例的创建。因为对象创建只会发生一次，而不是每次发出新请求时都创建它。

我们可以根据需要重复使用这个单一对象。这就是为什么多线程和数据库应用程序大多使用Java中的单例模式进行缓存、日志记录、线程池、配置设置等。

例如，我们有一个许可证，我们只有一个数据库连接，或者假设如果我们的JDBC驱动程序不允许我们进行多线程处理，那么Singleton类就会出现，并确保每次只有一个连接或一个线程可以访问该连接。

如何在Java中设计/创建单例类？

要创建singleton类，我们必须遵循以下步骤：

1. 确保该类只存在一个实例。

2. 通过以下方式提供对该实例的全局访问：

  • 声明类的所有构造函数都是私有的。
  • 提供返回实例引用的静态方法。惰性初始化概念用于编写静态方法。
  • 实例存储为私有静态变量。

单例类的例子是 运行时类、操作Servlet、服务定位器 .私有构造函数和工厂方法也是singleton类的一个示例。

普通班和单身班的区别

在实例化类对象的过程中，我们可以将单例类与普通类区分开来。为了实例化一个普通类，我们使用java构造函数。另一方面，为了实例化一个单例类，我们使用getInstance（）方法。

另一个区别是，普通类在应用程序生命周期结束时消失，而单例类不会随着应用程序的完成而销毁。

单身阶级模式的形式

单例设计模式有两种形式，分别是：

  • 早期实例化： 对象创建在加载时进行。
  • 延迟实例化： 根据需求创建对象。

实施： 让我们简单介绍一下singleton类与java中的普通类的区别。这里的区别在于实例化，对于普通类我们使用构造函数，而对于单例类我们使用构造函数 getInstance（）方法 我们将在下面的示例1中看到这一点。一般来说，为了避免混淆，在定义这个方法时，我们也可以使用类名作为方法名，如下例2所示。

例1：

JAVA

// Java program implementing Singleton class
// with using  getInstance() method
// Class 1
// Helper class
class Singleton {
// Static variable reference of single_instance
// of type Singleton
private static Singleton single_instance = null ;
// Declaring a variable of type String
public String s;
// Constructor
// Here we will be creating private constructor
// restricted to this class itself
private Singleton()
{
s = "Hello I am a string part of Singleton class" ;
}
// Static method
// Static method to create instance of Singleton class
public static Singleton getInstance()
{
if (single_instance == null )
single_instance = new Singleton();
return single_instance;
}
}
// Class 2
// Main class
class GFG {
// Main driver method
public static void main(String args[])
{
// Instantiating Singleton class with variable x
Singleton x = Singleton.getInstance();
// Instantiating Singleton class with variable y
Singleton y = Singleton.getInstance();
// Instantiating Singleton class with variable z
Singleton z = Singleton.getInstance();
// Printing the hash code for above variable as
// declared
System.out.println( "Hashcode of x is "
+ x.hashCode());
System.out.println( "Hashcode of y is "
+ y.hashCode());
System.out.println( "Hashcode of z is "
+ z.hashCode());
// Condition check
if (x == y && y == z) {
// Print statement
System.out.println(
"Three objects point to the same memory location on the heap i.e, to the same object" );
}
else {
// Print statement
System.out.println(
"Three objects DO NOT point to the same memory location on the heap" );
}
}
} 





               












     输出    


Hashcode of x is 558638686Hashcode of y is 558638686Hashcode of z is 558638686Three objects point to the same memory location on the heap i.e, to the same object




     输出说明：   


  Singleton class 


  在单身学生的课堂上，当我们第一次打电话给         getInstance（）方法       ，它创建一个名为single_instance的类对象，并将其返回给变量。由于单_实例是静态的，所以它会从null更改为某个对象。下一次，如果我们尝试调用getInstance（）方法，因为single_instance不为null，它将返回到变量，而不是再次实例化Singleton类。这部分由if条件完成。    在主类中，我们通过调用静态     方法getInstance（）    .但实际上，在创建对象x之后，变量y和z指向对象x，如图所示。因此，如果我们改变对象x的变量，当我们访问对象y和z的变量时会反映出来。同样，如果我们改变对象z的变量，当我们访问对象x和y的变量时会反映出来。    现在我们已经完成了示例1的所有方面，并且已经实现了相同的功能，现在我们将使用与类名相同的方法名来实现Singleton类。 


     例2：   




   JAVA  












                        


        


                                                     


        


                          


        


                                                                                






















                         // Java program implementing Singleton class                       


                         // with method name as that of class                       


           


                         // Class 1                       


                         // Helper class                       


                         class                                     Singleton {                       


                                                 // Static variable single_instance of type Singleton                       


                                                 private                                     static                                     Singleton single_instance =                                     null                                     ;                       


           


                                                 // Declaring a variable of type String                       


                                                 public                                     String s;                       


           


                                                 // Constructor of this class                       


                                                 // Here private constructor is is used to                       


                                                 // restricted to this class itself                       


                                                 private                                     Singleton()                       


                                                 {                       


                                                 s =                                     "Hello I am a string part of Singleton class"                                     ;                       


                                                 }                       


           


                                                 // Method                       


                                                 // Static method to create instance of Singleton class                       


                                                 public                                     static                                     Singleton Singleton()                       


                                                 {                       


                                                 // To ensure only one instance is created                       


                                                 if                                     (single_instance ==                                     null                                     ) {                       


                                                 single_instance =                                     new                                     Singleton();                       


                                                 }                       


                                                 return                                     single_instance;                       


                                                 }                       


                         }                       


           


                         // Class 2                       


                         // Main class                       


                         class                                     GFG {                       


                                                 // Main driver method                       


                                                 public                                     static                                     void                                     main(String args[])                       


                                                 {                       


                                                 // Instantiating Singleton class with variable x                       


                                                 Singleton x = Singleton.Singleton();                       


           


                                                 // Instantiating Singleton class with variable y                       


                                                 Singleton y = Singleton.Singleton();                       


           


                                                 // instantiating Singleton class with variable z                       


                                                 Singleton z = Singleton.Singleton();                       


           


                                                 // Now  changing variable of instance x                       


                                                 // via toUpperCase() method                       


                                                 x.s = (x.s).toUpperCase();                       


           


                                                 // Print and display commands                       


                                                 System.out.println(                                     "String from x is "                                     + x.s);                       


                                                 System.out.println(                                     "String from y is "                                     + y.s);                       


                                                 System.out.println(                                     "String from z is "                                     + z.s);                       


                                                 System.out.println(                                     ""                                     );                       


           


                                                 // Now again changing variable of instance x                       


                                                 z.s = (z.s).toLowerCase();                       


           


                                                 System.out.println(                                     "String from x is "                                     + x.s);                       


                                                 System.out.println(                                     "String from y is "                                     + y.s);                       


                                                 System.out.println(                                     "String from z is "                                     + z.s);                       


                                                 }                       


                         }                       












    






               






               












     输出    


String from x is HELLO I AM A STRING PART OF SINGLETON CLASSString from y is HELLO I AM A STRING PART OF SINGLETON CLASSString from z is HELLO I AM A STRING PART OF SINGLETON CLASSString from x is hello i am a string part of singleton classString from y is hello i am a string part of singleton classString from z is hello i am a string part of singleton class




     输出说明：    在singleton类中，当我们第一次调用singleton（）方法时，它会创建一个名为single_instance的singleton类对象，并将其返回给变量。由于单_实例是静态的，所以它会从null更改为某个对象。下次如果我们尝试调用Singleton（）方法，因为single_实例不为null，它将返回到变量，而不是再次实例化Singleton类。 


  本文由     帕万·戈帕尔·拉亚帕蒂    .如果你喜欢GeekSforgek，并想贡献自己的力量，你也可以使用     写极客。组织    或者把你的文章寄去评论-team@geeksforgeeks.org.看到你的文章出现在Geeksforgeks主页上，并帮助其他极客。如果您发现任何不正确的地方，或者您想分享有关上述主题的更多信息，请写下评论。 


 


                    

        
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THE END
Java
    

    
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