Java开发者：单例模式实现的7种套路，你知道几个？

Posted 2021-05-01 广东互动学堂

Java中单例(Singleton)模式是一种广泛使用的设计模式。为了协调系统整体的行为，一些管理器和控制器常被设计成单例模式。

作用：保证 类在内存中 的 实例对象的唯一性，节省了系统资源，提高系统性能。

一般适用场景：

• 1.避免同个类创建多个实例造成资源的浪费。

• 2.避免多个实例因多次调用而出现错误。

• 3.一般写工具类，线程池，缓存，数据库会用到。

基本的实现思路：

• 1.不准在类的外部new对象 —— 构造方法私有化

• 2.在类的内部中提供创建对象的方法—— 通过new在本类中创建一个实例

• 3.对外部提供一个获取该实例的方法 —— 定义公有方法返回创建的实例

饿汉模式与懒汉模式比较

前者在类装载时就同时实例化，后者只有在第一次被使用时才会实例化。

1. 饿汉模式的优点是没有线程同步问题，缺点是用不到还会加载，资源浪费。

2. 懒汉模式的优点是实现了懒加载，节省资源，但是需要解决线程安全问题。

常见的七种单例模式实现套路

<1>饿汉式，没有实现懒加载，代码如下

<2>懒汉式

虽然实现了懒加载，线程安全问题还存在，举例说有两个线程都刚好执行完条件if(instance == null)，然后准备执行instance = new Singleton() 语句，这样的结果会导致内存中实例化了两个Singleton对象，为了解决线程不安全问题，可以对getInstance()方法进行加锁控制。

<3>懒汉式加锁版

为getInstance方法加锁虽然保证了线程安全，但是每次执行getInstance() 都需要同步，而实例化对象只需要执行一次就够了，以后获取时直接return返回就好了，方法同步效率太低，一种改进后的写法是： synchronized (Singleton.class) { instance = new Singleton(); }但是，这样写依然是线程不安全的，如果你还是想用懒汉式的话，推荐双重检查锁定（DCL，Double Check Lock）。

<4>懒汉式双重校验锁（DCL模式）

在代码中进行了两次if检查，这样就可以保证线程安全，初始化一次后，后面再次访问时，if检查，直接return 实例化对象。volatile关键字是在JDK1.5后引入的，volatile关键字会屏蔽Java虚拟机所做的一些代码优化，会导致系统运行效率降低，而更好的写法是使用静态内部类来实现单例！

<5>静态内部类实现单例（推荐）

和饿汉式类似，都是通过JVM类加载机制来保证初始化实例的时候只存在一个线程，避免线程安全问题，饿汉式的Singleton类被加载时，就会实例化，而静态内部类这种，当Singleton类被加载时，不会立即实例化，调用getInstance() 方法才会装载SingletonHolder类，从而完成Singleton的实例化。

<6>枚举实现单例

INSTANCE即为SingletonEnum类型的引用，得到它就可以调用枚举中的方法。既避免了线程安全问题，还能防止反序列化重新创建新的对象，但同时也损失了类的一些特性，也没有延时加载了。

<7>容器实现单例

将多种单例类型注入到一个全局的管理类中，在使用时根据key获取相应实例对象，有些类似工厂模式。可以管理多种类型的单例，在使用时可以通过统一的接口进行获取，降低了使用成本，也对外部隐藏了具体实现，耦合度得到了降低。

来源丨JAVA开发之路