JAVA设计模式之单例模式

Posted 2022-12-08 ZK_小姜

最近发生的事

　　三月底，我辞去了大学毕业后在深圳的第一份工作，回到我的老家——中国最贫穷的直辖市，回来前，差不多犹豫了半年，一方面害怕回来工作不好找，同时加上在那边的一些朋友，最后再三思量还是一咬牙一跺脚，回来了。
回来后，花了几天时间去面试，运气还算可以，基本上都给offer了，然后选了一家公司算是稳定下来了，四月初正式入职。
事实证明，路是自己走出来的，逃离深圳也没有之前想象中那么难，就看你有没有那一份勇气。
到现在，在新公司入职差不多三四个月，适应得差不多了，这一段时间，一直没有写博客，一方面是因为换了工作环境，在努力适应，另一方面是这一段时间自己没有补充新知识，我觉得自己没什么可写的，现在算是重操旧业吧，给自己充一下电。

JAVA设计模式

　　Java设计模式其实算是java在发展的过程中前人总结下来的一种经验，针对于不同的应用场景，可以用不同的设计模式来解决问题，同时，在有的场景，可以有多种设计模式可以选择，这就需要我们对设计模式了解得足够透彻，然后才能去找到最适合的设计模式。
以前我也一直在看设计模式，只是一直没有去系统的学习，然后转化为博客笔记，加深自己对设计模式的理解。后面会把这些设计模式系统学习一遍写成博客，当做是自己学习的一种记录。

JAVA设计模式之单例模式

　　java的单例模式应该是最简单最容易实现，同时也是面试特别容易遇到的一种设计模式了。顾名思义，单例模式就是我们的某个类在应用中需要以单个实例的方式存在，不管在哪里以及什么时候调用，都是拿的这个实例，而不是去重新初始化。
　　单例模式在开发中的应用也是很常见的，比如web应用的配置对象的读取、数据库连接池的设计、windows的任务管理器等等这些。
　　虽然单例模式简单，实现所需要的代码数量也不多，但是考虑到懒加载、线程安全等问题，其实也是很容易出问题的，通常面试的时候，如果考到单例模式也是拿这些问题来考量的。
　　同时单例模式也有多种实现方式。

饿汉式

public class  Singleton 
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    public Singleton()

    
    public static Singleton getInstance()
        return instance;
    
 

　　这种饿汉式的单例模式，因为类第一次加载的时候就初始化了，所以是线程安全的，唯一不足的就是它不是懒加载的方式。

懒汉式

public class  Singleton 
    private static Singleton instance = null;
    public Singleton()

    
    public static synchronized Singleton getInstance()
        if (instance == null)
            instance = new Singleton();
        
        return instance;
    
 

　　这种单例模式既实现了懒加载，也满足了线程安全，看似非常完美了，但是其实它并不高效，因为这种方式加锁在方法上了，因为锁粒度的问题，导致每次进入方法的只会有一个线程，其他线程都会被挡在方法外，等待前一个线程执行完这个方法。仔细想一下，其实是没必要的，我们可以将锁的粒度变得更细，因此也演变出了双重锁验证的实现方式。

双重锁验证

public class  Singleton 
    //volatile:1、保证instance的可见性 2、禁止jvm的重排序优化
    private static volatile Singleton instance = null;
    public Singleton()

    
    public static Singleton getInstance()
        if (instance == null)
            synchronized (Singleton.class)
                if (instance == null)
                    instance = new Singleton();
                
            
        
        return instance;
    
 

　　这种方式实现单例模式是最容易在面试中被提到的，这里有两次判空操作，因此叫双重锁验证，为什么这里需要double check，当我们想不通的时候，其实可以试试反证法，这里如果第一次验证不要的话，可以发现，就和懒汉式其实是一样的了，那么这样就会造成不高效，那为什么需要第二次的验证呢，可以想想，如果取消第二次的验证，可能会有多个线程进入if语句，然后单独进入同步块，这样就会造成多个实例,因此两次验证缺一不可。
　　这里需要注意的是volitile这个关键字，为什么要在instance加这个关键字，这个关键字有两个作用，一个是保证instance的内存可见性，也就是每次读写操作都保证是内存中的最新值，另一方面是禁止jvm的重排序优化，如果这里不加这个关键字，由于jvm的重排序优化，可能会导致instance还没有初始化完成，其他线程就得到了这个instance的引用值，然后就顺理成章的报错。详情可以去看周老先生的《深入java虚拟机》

内部静态类

public class  Singleton 
    public Singleton()

    
    private static class SingletonHolder
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    
    public static Singleton getInstance()
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    
 

　　内部静态类的方式来实现是我比较喜欢的方式了，因为这种方式满足懒加载，没有线程安全问题，同时也十分高效，光看代码也容易让人理解。

枚举类

public enum Singleton 

    INSTANCE;
 

　　这种方式应该是实现单例模式最简洁的方式了，调用直接用Singleton.INSTANCE就可以了。

更多链接

• Double Checked Locking on Singleton Class in Java
• 如何正确地写出单例模式
• Simplest way to impelment Singleton pattern in Java - Example
• 20 Design pattern and Software design interview questions for Programmers