Java中的单例模式

Posted 2020-11-02 时间的朋友

单例模式是指某个类只能被实例化一次，用来表示全局或系统范围的组件，常用于日志记录，工厂，平台组件管理等。单例模式看似简单实际很难。

单例本身有多种实现方法，总体上可分为懒汉模式和饿汉模式两种，懒汉模式相对简单

public class FooSingleton {
    public final static FooSingleton INSTANCE = new FooSingleton();
    private FooSingleton() { }
    public void bar() { }
}

私有构造函数在楼初始化时调用且只调用一次，JVM保证在类完整初始化之后才会被其它多个线程调用。

饿汉模式常见线程安全的实现方式有三种：

1. 双重检测加锁模式，注意Java中new FooSingleton()操作实际是有分配实例内存、引用指向内存地址，初始化实例3个原子操作组成。除了双重加锁外，必须要将实例instance定义为volatile类型防止指令重排才能保证完全正确。
2. 静态内部类方法，内部类只有在它的静态方法、变量等被调用时才加载。

   public class FooSingleton4 {
       private FooSingleton4() {
       }
       public static FooSingleton4 getInstance() {
           return FooSingleton4Holder.INSTANCE;
       }
       private static class FooSingleton4Holder {
           private static final FooSingleton4 INSTANCE = new FooSingleton4();
       }
   }

3. 使用枚举，根据Java语言规范8.9，“Enum的final克隆方法保证枚举永远无法被克隆，其特殊的序列化机制保证无法反序列化得到拷贝的对象。同时，还禁止利用反射对枚举进行实例化。保证了这四个方面，在枚举常量之外，就不会有其他同类的枚举实例存在。”

   public enum FooEnumSingleton {
       INSTANCE;
       public static FooEnumSingleton getInstance() { return INSTANCE; }
       public void bar() { }
   }

   要想真正实现单例，防止出现多个实例，还要考虑无法单例无法通过clone方法被克隆，无法通过序列化反序列化被拷贝，无法通过反射被重新序列化等。现在一般多推荐采用单例的写法，不仅代码简洁，相对来说也能更好的预防上述问题。

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