HOWTO · Java
Java 單例類
本教程介紹 Java 單例類。它還演示了為什麼它很重要，如何使用不同的設計模式編寫 Java 單例類。
本頁內容
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。
