java单例模式的应用_单例模式在项目实战中的几个应用

Dear 丶 2022-11-05 11:56 157阅读 0赞

一、单例模式简单理解

单例模式：即某个类在程序运行过程中只被实例化一次，也就是说该类在程序的生存周期里只有一个实例对象。

使用单例模式好处：由于这个类只实例化一次，不管多少个类中用到了这个类，也都只有一个该类的对象。因此，

减少了类实例对象的创建-->减小了GC压力-->提升了程序的性能。

二、单例模式的几种常见写法

/\*\*

\* 饿汉式(线程安全)。类加载时就创建唯一的单例实例，不管后面用不用都创建了再说

\* 空间换时间的思想,

\*/

public class Singleton \{

private static Singleton instance = new Singleton();

private Singleton()\{\}

public static Singleton getInstance()\{

return instance;

/\*\*

\* 饿汉变种模式，使用静态代码块。包括上面的那种饿汉式写法也都是线程安全的

\* 因为这两种方法实际上间接地使用了synchronized关键字，具体怎么用到的呢？

\* 这就要去了解类加载的机制和过程了

\*/

public class Singleton\{

private static Singleton instance = null;

static\{

instance = new Singleton();

private Singleton()\{\}

public static Singleton getInstance()\{

return this.instance;

/\*\*

\* 懒汉式(非线程安全，可以在创建函数前加synchronized关键字变为线程安全)

\* 单例实例在使用时才创建

\*/

public class Singleton\{

private static Singleton instance;

private Singleton()\{

public static Singleton getInstance()\{ //方法前加synchronized关键字变为线程安全，但是会增加创建的时间消耗

if (instance==null)\{

instance = new Singleton();

return instance;

/\*\*

\* 懒汉方式(线程安全双重检查锁版本)

\*/

public class Singleton\{

private volatile static Singleton singleton;

private Singleton()\{\}

public static Singleton getSingleton() \{

if (singleton==null)\{ //第一重检查

synchronized (Singleton.class)\{

if (singleton==null)\{ //第二重检查

singleton = new Singleton();

return singleton;

/\*\*

\* 枚举实现线程安全的单例模式

\* 其底层是依赖Enum类实现的，而枚举类的成员变量其实都是静态类型的，并且是在

\* 静态代码块中实例化的，有点像饿汉模式，也是天然线程安全的

\*/

public Enum Singleton\{

INSTANCE;

public void getInstance\{

/\*\*

\* 使用ThreadLocal实现线程安全的单例

\* 也是空间换时间的方式(因为ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的副本)

\* 它是多个线程对数据的访问相互独立

\*/

public class Singleton\{

private static final TheadLocal instance= new ThreadLocal()\{

@Override

protected Singleton initialValue()\{

return new Singleton();

\};

public static Singleton getInstance()\{

return instance.get();

private Singleton()\{\}

三、单例模式在Redis工具类中的使用

import org.apache.commons.beanutils.BeanUtils;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.beans.BeanInfo;

import java.beans.IntrospectionException;

import java.beans.Introspector;

import java.beans.PropertyDescriptor;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.util.Collections;

import java.util.HashMap;

import java.util.LinkedHashMap;

import java.util.List;

import java.util.Map;

import java.util.Set;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

import redis.clients.jedis.Jedis;

import redis.clients.jedis.JedisPool;

import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

import redis.clients.jedis.Tuple;

/\*\*

\* Redis连接池配置及使用方法

\*/

public class Redis \{

private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Redis.class);

private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

private static Redis instance;

private JedisPool pool = null;

public Redis()\{

//线程安全的单例模式

public static Redis getInstance()\{

if (instance==null)\{

lock.lock();

if (instance==null)\{

instance = new Redis();

lock.unlock();

return instance;

public void initialRedisPool() \{

//Redis服务器IP

String ADDR = "localhost";

//Redis的端口号

int PORT = 6379;

//可用连接实例的最大数目，默认值为8；

//如果赋值为-1，则表示不限制；如果pool已经分配了maxActive个jedis实例，则此时pool的状态为exhausted，再获取jedis就会报错了。

//这里我们设置2000就足够了

int MAX\_ACTIVE = 2000;

//一个pool最多有多少个状态为idle(空闲的)的jedis实例，默认值也是8。

int MAX\_IDLE = 200;

//等待可用连接的最大时间，单位毫秒，默认值为-1，表示永不超时。如果超过等待时间，则直接抛出JedisConnectionException；

int MAX\_WAIT = 10000;

//在borrow一个jedis实例时，是否提前进行validate操作；如果为true，则得到的jedis实例均是可用的；

boolean TEST\_ON\_BORROW = true;

/\*\*

\* 初始化Redis连接池

\*/

try \{

JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();

config.setMaxTotal(MAX\_ACTIVE);

config.setMaxIdle(MAX\_IDLE);

config.setMaxWaitMillis(MAX\_WAIT);

config.setTestOnBorrow(TEST\_ON\_BORROW);

pool = new JedisPool(config, ADDR, PORT);

\} catch (Exception e) \{

e.printStackTrace();

/\*\*

\* 获取Jedis对象

\* @return Jedis

\*/

public synchronized Jedis getJedis() \{

Jedis jedis = null;

if (pool == null)\{

initialRedisPool();

jedis = pool.getResource();

return jedis;

//下面就是一些其他的对应于redis命令的工具方法了

//比如set(...),get(...),lpush(...),hset(...)等

使用起来就很简单了，比如：

String value = Redis.getInstance().get(String key)

//或者是

Redis redisObj = Redis.getInstance()

String value = redisObj.get(String key)

四、单例模式在线程池创建中的使用

我在项目中碰到一个这样的场景：

1)某个接口的并发请求较大；

2)对收到的数据要进行复杂的验证及数据库相关操作；

3)响应速度不能太慢，至少得2秒内吧；

于是正好可以拿线程池来练练手，下面分享一下我的练手代码(项目实战中根据需求稍作修改即可应用)：

本人实际项目中亲测，并且使用JMeter做了压测，吞吐量大，响应速度巨快！

1 任务类(这是一个实现Callable的线程任务，因为我需要返回结果)

package service;

import java.util.concurrent.Callable;

/\*\*

\* 任务类

\*/

public class MyTask implements Callable \{

//假设我们需要处理传入进来的数据

private final String data;

public MyTask(final String data)\{

this.data = data;

@Override

public Object call() throws Exception \{

System.out.println("==============正在处理收到的data：" + data);

Thread.sleep(1000); //模拟处理数据需要花点小时间

return "处理成功";

2 处理任务的线程工具类

package service;

import java.util.concurrent.Callable;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.Future;

import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class TaskUtil \{

private static ThreadPoolExecutor poolExecutor = ThreadPoolConfig.getInstance();

public static String submit(Callable callable) throws ExecutionException, InterruptedException \{

String result = "";

//使用submit()方法提交任务，execute()方法不接受Callable线程任务

Future future = poolExecutor.submit(callable);

//获取结果

result = future.get();

return result;

3 线程池创建类

package service;

public class ThreadPoolConfig \{

//核心线程数

private static final int corePoolSize = 32;

//最大线程数

private static final int maxPoolSize = 48;

//线程最大空闲时间

private static final int keepAlive = 30;

//线程池缓冲队列

private static final BlockingQueue poolQueue = new LinkedBlockingQueue(64);

private static ThreadPoolExecutor poolExecutor;

private ThreadPoolConfig()\{

/\*\*

\* 单例模式获取

\* @return

\*/

public static ThreadPoolExecutor getInstance()\{

if (poolExecutor == null)\{

//使用synchronized保证多线程情况下也是单例的

synchronized (ThreadPoolConfig.class)\{

if (poolExecutor == null)\{

poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maxPoolSize,keepAlive,TimeUnit.SECONDS,poolQueue,new

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

return poolExecutor;

//这里给使用ThreadPoolExecutor创建线程池的重要参数解释(来自源码的一部分)

//百度上搜一下也一大把的解释，但是也基本都是来自于源码(建议狠一点，多看源码中的注释和代码)

/\*\*

\* Creates a new \{@code ThreadPoolExecutor\} with the given initial

\* parameters.

\* @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even

\* if they are idle, unless \{@code allowCoreThreadTimeOut\} is set

\* @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the

\* pool

\* @param keepAliveTime when the number of threads is greater than

\* the core, this is the maximum time that excess idle threads

\* will wait for new tasks before terminating.

\* @param unit the time unit for the \{@code keepAliveTime\} argument

\* @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are

\* executed. This queue will hold only the \{@code Runnable\}

\* tasks submitted by the \{@code execute\} method.

\* @param threadFactory the factory to use when the executor

\* creates a new thread

\* @param handler the handler to use when execution is blocked

\* because the thread bounds and queue capacities are reached

\* @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:

\* \{@code corePoolSize < 0\}

\* \{@code keepAliveTime < 0\}

\* \{@code maximumPoolSize <= 0\}

\* \{@code maximumPoolSize < corePoolSize\}

\* @throws NullPointerException if \{@code workQueue\}

\* or \{@code threadFactory\} or \{@code handler\} is null

\*/

/\*public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,

int maximumPoolSize,

long keepAliveTime,

TimeUnit unit,

BlockingQueue workQueue,

ThreadFactory threadFactory,

RejectedExecutionHandler handler) \{

if (corePoolSize < 0 ||

maximumPoolSize <= 0 ||

maximumPoolSize < corePoolSize ||

keepAliveTime < 0)

throw new IllegalArgumentException();

if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)

throw new NullPointerException();

this.acc = System.getSecurityManager() == null ?

null :

AccessController.getContext();

this.corePoolSize = corePoolSize;

this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;

this.workQueue = workQueue;

this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);

this.threadFactory = threadFactory;

this.handler = handler;

\}\*/

4 测试类

package service;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class TestThreadPool \{

public static void main(String\[\] args) throws ExecutionException, InterruptedException \{

for (int i = 0; i < 50; i++) \{

System.out.println("-------收到请求任务" + i+"--------");

//模拟从请求中拿到的数据

String requestData = "this is request data to deal with"+i;

//将数据处理任务丢给线程池异步处理

String re = TaskUtil.submit(new MyTask(requestData));

//打印返回的结果(实际项目中将结果封装一下返回给前端就行了)

System.out.println("返回结果="+re);

![cf2dc5a7555350cd104c4feea664b9de.png][]

Reference

[cf2dc5a7555350cd104c4feea664b9de.png]: /images/20221023/36e089127e0c4dc1b19eecb3a98eee39.png

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