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标题: 设计模式之单例模式 [打印本页]
作者: 前进之路    时间: 2024-7-13 04:59
标题: 设计模式之单例模式
单例模式确保一个类只有一个实例，并且自行实例化并向整个系统提供这个实例
单例模式的主要作用是确保一个类只有一个实例存在
使用场景：
● 作为序列号天生器
● Web页面的计数器，避免每次刷新都在数据库中增长技术，先缓存起来
● 创建消耗资源过多的对象，如I/O与数据库连接等
单例模式存在7种实现方法
主要分为饿汉式和懒汉式
饿汉式：类加载就会导致该单实例对象被创建
懒汉式：类加载不会导致该单实例对象被创建，而是首次使用该对象时才会创建。
这里示范实现单例模式的最佳方法：以罗列的方式来实现单例模式并使用（实现序列号天生器）
  1. public enum SequenceGenerator {
  2.     INSTANCE;
  4.     private int sequenceNumber;
  6.     // 构造函数，初始化序列号为0
  7.     private SequenceGenerator() {
  8.         this.sequenceNumber = 0;
  9.     }
  11.     /**
  12.      * 获取下一个序列号。
  13.      * @return 下一个序列号
  14.      */
  15.     public synchronized int getNextSequenceNumber() {
  16.         return sequenceNumber++;
  17.     }
  18. }
  20. // 测试类
  21. public class SequenceGeneratorTest {
  22.     public static void main(String[] args) {
  23.         // 创建一个线程安全的列表来存储生成的序列号
  24.         List<Integer> sequenceNumbers = new CopyOnWriteArrayList<>();
  26.         // 创建多个线程来测试并发生成序列号
  27.         ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
  28.         for (int i = 0; i < 1000; i++) {
  29.             executorService.submit(() -> {
  30.                 int seq = SequenceGenerator.INSTANCE.getNextSequenceNumber();
  31.                 sequenceNumbers.add(seq);
  32.             });
  33.         }
  34.         executorService.shutdown();
  35.         try {
  36.             executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);
  37.         } catch (InterruptedException e) {
  38.             e.printStackTrace();
  39.         }
  41.         // 输出所有生成的序列号，检查是否有重复
  42.         System.out.println(sequenceNumbers);
  43.         System.out.println("Total generated sequences: " + sequenceNumbers.size());
  44.     }
  45. }
复制代码
结果输出是

在这个示例中，SequenceGenerator 是一个罗列类，它有一个私有的 sequenceNumber 字段用于存储当前的序列号。getNextSequenceNumber 方法是线程安全的，由于它被声明为 synchronized，确保在多线程环境下不会发生序列号冲突。
在 SequenceGeneratorTest 类中，我们使用了一个 ExecutorService 来模拟并发环境，并使用了一个线程安全的 CopyOnWriteArrayList 来网络天生的序列号，以便验证序列号的正确性。
请留意，虽然 synchronized 关键字能保证线程安全，但在高并发场景下可能会影响性能。如果序列号天生器需要在非常高的并发下工作，可能需要考虑更高效的算法，例如使用原子变量（如 AtomicInteger）或者分布式序列号天生方案。

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