Java-单例模式

Posted 2021-01-05 厨房小码农

一、名词解释

单例模式，一种常见的设计模式，在这种模式下面，单例对象的实例必须保证只有一个。

常见的线程池、缓存、日志对象等常被设计成单例。

单例模式通常具有如下特点：

• 私有的构造方法；

• 指向自己实例的私有静态引用；

• 以自己实例为返回值的静态的公有方法。

二、实现方式

单例模式可以根据实例化对象的时机不同，分为 懒汉式 和 饿汉式，其中懒汉式单例只有在真正使用的时候，才会实例化一个对象，并交给自己引用；饿汉式单例则是在单例类被加载的时候就实例化一个对象，并交给自己应用。

 

三、代码实例

懒汉式单例

package com.example.demo.dataStructure.designPatten.singleTon;

/**
* 单例模式-懒汉式
*/
public class SingletonDemo1 {
private static SingletonDemo1 instance = null;

private SingletonDemo1() {}

public static SingletonDemo1 getInstance() {

// 真正用到的时候在实例化
if(instance == null) {
instance = new SingletonDemo1();
}
return instance;
}

}

 

 

饿汉式单例

package com.example.demo.dataStructure.designPatten.singleTon;

/**
* 单例模式-饿汉式
*/
public class SingletonDemo2 {
private static SingletonDemo2 instance = new SingletonDemo2(); // 类加载的时候实例化

private SingletonDemo2() {}

public static SingletonDemo2 getInstance() {
return instance;
}

}

 

 

四、多线程下的单例

上面两种写法，在单线程的环境中，自然是没有问题，都能保证只有一个该类的实例。但是在多线程的环境中呢，结果又是怎么样的呢？

我们先来写个多线程的测试类

package com.example.demo.dataStructure.designPatten.singleTon;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 起10个线程
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new TestThread().start();;
}
}
}

class TestThread extends Thread {
@Override
public void run() {
int hash = SingletonDemo1.getInstance().hashCode();// 更换类名来获取不同的实例
System.out.println(hash);
}
}

 

 

饿汉式和懒汉式分别测试下，输出结果如下：

懒汉式单例：

饿汉式单例：

显然，懒汉式单例在多线程的情况下，不是真正意义上的单例，他不是线程安全的，而饿汉式单例，由于它在线程访问之前就已经实例化好了（该类被加载的时候，实例化，而且类在其生命周期内只能加载一次，天生的线程安全），所以它是线程安全的。

那么，懒汉式的问题出在哪里呢？ 

其实，静下来分析之后，可以发现，问题就出在这一句 

if(instance == null){。。。}

试想下这样的情景：线程A和线程B都同时走到if这个判断，这是线程A突然因故挂起，线程B继续执行，初始化一个实例，这

时线程A又开始执行，他又去初始化了一个实例，显然，这是不行的。

 

解决方案其实有很多种，这里主要介绍几种本人认为效率比较高的

一、双重检验

 1 package com.example.demo.dataStructure.designPatten.singleTon;
 2 
 3 /**
 4 * 双重检验懒汉式
 5 * */
 6 public class SingletonDemo3 {
 7 private static volatile SingletonDemo3 instance = null; // volatile 关键字作用
 8 
 9 private SingletonDemo3() {}
10 
11 public static SingletonDemo3 getInstance() {
12 if(instance == null) {
13 synchronized (SingletonDemo3.class) {
14 if(instance == null) {
15 instance = new SingletonDemo3();
16 }
17 }
18 }
19 return instance;
20 }
21 
22 }

 

二、静态内部类

 1 package com.example.demo.dataStructure.designPatten.singleTon;
 2 
 3 public class SingletonDemo4 {
 4 private SingletonDemo4() {}
 5 
 6 private static class CreInstance {
 7 private static SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4();
 8 }
 9 
10 public static SingletonDemo4 getInstance() {
11 return CreInstance.instance;
12 } 
13 }

 

 

三、枚举

package com.example.demo.dataStructure.designPatten.singleTon;

public enum SingletonDemo5 {
INSTANCE;
}

 

这个其实可以看下这个类的.class文件就明白了。