Java单例模式

Posted 2021-03-19 秋の枫

什么是单例模式

　　单例模式是在程序中，一个类保证只有一个实例，并提供统一的访问入口。

为什么要用单例模式

• 节省内存 节省计算
• 如对象实例中的一样的，那就不用每次都创建一个对象
• 方便管理
  • 因为单例提供一个统一的访问入口，不需要创建N多个对象，很多工具类都用了单例实现，如日志、字符串工具类
• 保证结果正确
  • 比如统计网站的访问次数等等

单例的实现方式

• 饿汉式
  • 程序启动的时候就会实例化

 1 public class Singleton {
 2     
 3     private static Singleton singleton = new Singleton();
 4     
 5     private Singleton(){}
 6     
 7     public static Singleton getInstance(){
 8         return singleton;
 9     }
10 }

　　饿汉静态代码块形势

 1 public class Singleton {
 2 
 3     private static Singleton singleton;
 4     static {
 5         singleton = new Singleton();
 6     }
 7     private Singleton(){}
 8 
 9     public static Singleton getInstance(){
10         return singleton;
11     }
12 }

• 懒汉式
  • 非线程安全的实现

 1 public class Singleton {
 2 
 3     private static Singleton singleton;
 4     private Singleton(){}
 5 
 6     public static Singleton getInstance(){
 7         if (singleton == null){
 8             return singleton = new Singleton();
 9         }
10         return singleton;
11     }
12 }

 

• • 线程安全的实现，单性能低

 1 public class Singleton {
 2 
 3     private static Singleton singleton;
 4     private Singleton(){}
 5 
 6     public static synchronized Singleton getInstance(){
 7         if (singleton == null){
 8             return singleton = new Singleton();
 9         }
10         return singleton;
11     }
12 }

• • 线程安全的实现，双重校验
    • 注意：两个校验都必须加，如果第二个没有加校验，当两个线程都通过了第一个if校验，此时会有一个线程进入同步代码块，创建singleton实例，接着第二个线程也会进入同步代码块，并会在创建一个singleton。那么这样就破坏了单例。如果不加第一个if校验，那么所有的程序就会串行执行，影响执行效率。所以两个校验都必须存在

 1 public class Singleton {
 2     /**由于 return singleton = new Singleton(); 这行代码在JVM中会分为三步处理
 3      * 1.给singleton分配内存空间
 4      * 2.调用singleton的构造函数开初始化
 5      * 3.将singleton对象指向分配的内存空间（这步执行了就singleton就不是null了）
 6      * 
 7      * 由于CPU会对这三个步骤重排序，如果顺序是1 3 2，那么就可能出现singleton就不是空的，但并没有初始化singleton
 8      * 这样第二个线程可能拿到的就是为初始化的singleton，所以使用volatile来修饰singleton,防止重排序的问题
 9      */
10     private static volatile Singleton singleton;
11     private Singleton(){}
12 
13     public static Singleton getInstance(){
14         if (singleton == null){
15             synchronized (Singleton.class) {
16                 if (singleton == null) {
17                     return singleton = new Singleton();
18                 }
19             }
20         }
21         return singleton;
22     }
23 }

• • 懒汉之静态内部类的方式
    • 这种方式能保证线程的安全线性，当Singleton被装载时，并不会立刻实例化静态内部类SingletonInstance，而是在需要时才会实例化

 1 public class Singleton {
 2     
 3     private static class SingletonInstance{
 4         private static final Singleton singleton = new Singleton();
 5     }
 6     private Singleton(){}
 7 
 8     public static Singleton getInstance(){
 9         return SingletonInstance.singleton;
10     }
11 }

• 枚举实现单例
  • 实现简单、线程安全、可以防止反序列化、反射的方式破坏单例模式，如果通过反序列化或反射的方式创建实例，会抛出异常。这种方式是最好的实现的方式

1 public enum Singleton{
2   INSTANCE;
3   public void whateverMethod(){
4   }    
5 }