Java设计模式之单例模式

Posted 2020-10-07

　　一、前言：

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　　单例模式其实很早之前就已经接触过了，但都是为了应付面试或者是为了装X。每过一段时间后，又有些模糊不清了，也仿佛从来没有项目中使用过，但最近终于有它的用武之地了。

　　二、单例模式的特点：

• • 单例类只能有一个实例
  • 单例类自己给自己创建一个实例，注意是唯一的一个实例
  • 单例类必须给其他对象提供这唯一的实例

　　三、单例模式分类：

• • 懒汉模式

　　　　　　懒汉模式即懒加载，第一次被调用前不实例化。对于创建实例代价大，且不一定会使用时，使用懒加载模式可以减少开销

• • 饿汉模式

　　　　　　饿汉模式，在类加载的同时实例化对象

　　四、实现单例模式的各种方法：

• • 线程不安全的懒汉模式

public  class LazySingleton {
     private LazySingleton() {

    }
    private  static LazySingleton single;
     public  static LazySingleton getSinton(){
         if (single == null ){
            single = new LazySingleton();
        }
        return single;
    }
}

　　　　这种方法在单线程场景中，是安全的，但在多线程情况中，单例模式未必是单例模式，也就是存在线程安全问题。

• • 同步方法下的多线程

public class LazySingleton {
    private LazySingleton() {

    }
    private static LazySingleton single;
    public static synchronized LazySingleton getSinton(){
        if(single == null){
            single = new LazySingleton();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+single);
        return single;
    }
}

　　　　使用sychronized修饰获取实例对象的方法，这种方法可以保证线程安全，但效率不高，每个线程都需要来获取 对象锁。

• • 同步代码块的懒汉模式

public class LazySingleton {
    private LazySingleton() {

    }

    private static LazySingleton single;

    public static LazySingleton getSinton() {
        if (single == null) {
            synchronized (LazySingleton.class) {
                single = new LazySingleton();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + single);
        return single;
        
    }
}

　　　　由同步方法想到同步代码块，但实际上，这种方法并不是线程安全。

　　　　解释：两个线程A、B，A线程判断single是空的 ，当获取到锁后；B线程开始判断，发现single是空的；这时A线程又快人一步，创建了一个对象；线程B来了，获取到锁，也创建了一个对象。

• • 双重检查的懒汉　　

public class LazySingleton {
    private LazySingleton() {

    }

    private static LazySingleton single;

    public static LazySingleton getSinton() {
        if (single == null) {
            synchronized (LazySingleton.class) {
                if(single== null){
                    single = new LazySingleton();
                }
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + single);
        return single;
        
    }
}

　　　　针对同步代码块的懒汉，双重检查的懒汉可以说是最佳的，既保证了线程安全，又不需要每次都获取锁资源。(推荐双重检查懒汉)

• • 静态常量饿汉

public class HungrySingleTon {
    
    private HungrySingleTon(){
    }
    
    private final static HungrySingleTon single = new HungrySingleTon();
    
    public static HungrySingleTon getInstance(){
        return single;
    }
}

　　　　无线程安全问题，缺点是类装在完成实例化，若一直未使用，会造成资源浪费。

• • 静态代码块饿汉模式

public class HungrySingleTon {

    private HungrySingleTon() {

    }

    private static HungrySingleTon single;

    static {
        single = new HungrySingleTon();
    }

    public static HungrySingleTon getInstance() {
        return single;
    }
}

　　　　　　线程安全，与常量饿汉模式一样，若一直未被使用，会造成资源浪费。

• • 静态内部类

public class HungrySingleTon {

    private HungrySingleTon() {

    }

    public  static HungrySingleTon getInstance() {
         return InnerClass.single;
    }

    private  static  class InnerClass {
         private  static  final HungrySingleTon single = new HungrySingleTon();
    }
}

　　　　只有调用getInstance()时才会加载静态内部类。无线程安全问题，也实现了懒加载。