单例模式的八种实现

Posted 2021-05-01 Java资料站

单例模式是 Java 中最简单，也是最基础，最常用的设计模式之一。采取一定的方法保证整个软件系统中，对每个类只能存在一个对象实例，并提供一个访问它的全局访问点。下面就来讲讲Java中的8种实现单例模式的写法。

单例模式一共有八种实现方式:

饿汉式(静态常量)（√）

饿汉式(静态代码块)（√）

懒汉式(线程不安全)

懒汉式(线程安全,同步方法)

懒汉式(线程安全，同步代码块)

双重检查（√）

静态内部类（√）

枚举类（√）

注：打对号的实现方式是推荐使用。

具体代码实现

一.饿汉式（静态常量）(推荐使用)

class Singleton{
    //构造方法私有化，外部不能new
    private Singleton(){
    }
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

这是实现一个安全的单例模式的最简单粗暴的写法，这种实现方式我们称之为饿汉式。之所以称之为饿汉式，是因为肚子很饿了，想马上吃到东西，不想等待生产时间。这种写法，在类被加载的时候就把Singleton实例给创建出来了。

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候完成实例化，避免线程同步问题。

缺点：可能在还不需要此实例的时候就已经把实例创建出来了，没起到懒加载的效果。如果从始至终从未使用这个实例，则会造成内存的浪费。

结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费。

二. 饿汉式（静态代码块）(推荐使用)

class Singleton{
    //构造方法私有化，外部不能new
    private Singleton(){
    }
    private static Singleton instance;

    static { //在静态代码块中，创建单例对象
        instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类加载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。

结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费。

三. 懒汉式(线程不安全)

class Singleton{
    private static Singleton singleton;

    private Singleton(){};

    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点说明：

1）起到了懒加载的效果，但是只能在单线程下使用。

2）如果在多线程下，一个线程进入 if(singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程下不可使用这种方式。

结论：

在实际开发中，不推荐使用这种方式。

四. 懒汉式(线程安全，同步方法)

class Singleton{
    private static Singleton singleton;

    private Singleton(){};

    public synchronized static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点说明：

1）解决了线程安全问题

2）效率太低，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return 就行了。方法进行同步效率太低。

结论：

在实际开发中，不推荐使用这种方式。

五. 懒汉式(线程安全，同步代码块)

class Singleton{
    private static Singleton singleton;

    private Singleton(){};

    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点说明：

线程安全问题，如果在多线程下，一个线程进入 if(singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程下不可使用这种方式。

结论：

在实际开发中，不推荐使用这种单例模式。

六. 双重检查（推荐使用）

class Singleton{
   // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用 volatile、static 修饰
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton(){};

    public synchronized static Singleton getInstance(){
// 第一次检查instance是否被实例化出来
        if(instance = = null){
            synchronized (Singleton.class){
// 某个线程取得了类锁，实例化对象前第二次检查 instance 是否已经被实例化
                if(instance = = null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

1)双重检查，如代码所示，进行了两次 if(instance == null)检查，这样就可以保证线程安全。

2）线程安全，延迟加载，效率较高

结论：

在实际开发中，推荐使用这种单例模式。

七. 静态内部类(推荐使用)

class Singleton{
    private Singleton(){};

    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.instance;
    }
}

优缺点说明：

1）这种方式采用了类加载的机制来保证初始化实例时只有一个线程

2）静态内部类方式在Singleton类被加载时并不会立即实例化，而是在调用getInstance()方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。

3)类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JNM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程时无法进入的。

4）避免了多线程同步问题，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高

结论：

在实际开发中，推荐使用这种单例模式。

八.枚举 (推荐使用)

enum Singleton8{
    INSTANCE;
    public void sayOk(){
        System.out.println("ok");
    }
}

优缺点说明：

避免了多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新城建新的对象

结论：

在实际开发中，推荐使用这种单例模式。

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