技術共有

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

シングルトン パターンでは、クラスがインスタンスを 1 つだけ持つことを保証し、クラス自体をインスタンス化し、このインスタンスをシステム全体に提供します。
シングルトン パターンの主な機能は、クラスのインスタンスが 1 つだけ存在することを保証することです。

使用するシーン:
●シリアルナンバージェネレータとして
● Web ページのカウンタは、更新されるたびにデータベースにテクノロジを追加することを回避し、最初にキャッシュします。
● I/O やデータベース接続など、リソースを大量に消費するオブジェクトを作成します。

シングルトンパターンの実装方法は7つあります
大きく分けてハングリーマンスタイルとレイジーマンスタイルに分かれる
飢えた中国風: クラスをロードすると、単一のインスタンス オブジェクトが作成されます。
遅延スタイル: クラスの読み込みでは単一インスタンスのオブジェクトが作成されませんが、オブジェクトが初めて使用されるときに作成されます。

以下は、シングルトン パターンを実装する最良の方法のデモンストレーションです。シングルトン パターンを列挙型で実装し、それを使用します (シリアル番号ジェネレーターを実装します)。

public enum SequenceGenerator {
    INSTANCE;

    private int sequenceNumber;

    // 构造函数，初始化序列号为0
    private SequenceGenerator() {
        this.sequenceNumber = 0;
    }

    /**
     * 获取下一个序列号。
     * @return 下一个序列号
     */
    public synchronized int getNextSequenceNumber() {
        return sequenceNumber++;
    }
}

// 测试类
public class SequenceGeneratorTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个线程安全的列表来存储生成的序列号
        List<Integer> sequenceNumbers = new CopyOnWriteArrayList<>();

        // 创建多个线程来测试并发生成序列号
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                int seq = SequenceGenerator.INSTANCE.getNextSequenceNumber();
                sequenceNumbers.add(seq);
            });
        }
        executorService.shutdown();
        try {
            executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 输出所有生成的序列号，检查是否有重复
        System.out.println(sequenceNumbers);
        System.out.println("Total generated sequences: " + sequenceNumbers.size());
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45

結果の出力は次のとおりです。

この例では、SequenceGenerator は、現在のシーケンス番号を格納するために使用されるプライベート sequenceNumber フィールドを持つ列挙クラスです。 getNextSequenceNumber メソッドは同期化が宣言されているためスレッドセーフであり、マルチスレッド環境でシーケンス番号の競合が発生しないことが保証されます。
SequenceGeneratorTest クラスでは、ExecutorService を使用して同時環境をシミュレートし、スレッド セーフな CopyOnWriteArrayList を使用して生成されたシーケンス番号を収集して、シーケンス番号の正確さを検証します。
synchronized キーワードはスレッドの安全性を確保しますが、同時実行性が高いシナリオではパフォーマンスに影響を与える可能性があることに注意してください。シーケンス番号ジェネレーターが非常に高い同時実行性で動作する必要がある場合は、アトミック変数 (AtomicInteger など) や分散シーケンス番号生成スキームの使用など、より効率的なアルゴリズムを検討する必要がある場合があります。