单例模式的几种写法

Posted 2020-12-08 liu-yi

什么是单例模式：

　　当系统中某个类对象只需要实例化一次的时候，我们就用单例来实现。所以单例模式就是用来创建独一无二，只能有一个实例的对象的一直实现方式。

常见的使用场景：

　　比如线程池，缓存，连接数据库的Connection等等。

单例模式的几种实现方式：

1，饿汉式

package singleton;

/**
 * @ClassName SingletonDemo1
 * @Description 饿汉式
 * 类加载到内存后，就实例化一个单例对象，JVM保证线程安全
 * 唯一缺点：不管用不用都会进行加载，但是影响不大，实际上是最适用的一种方式
 * @Author liuyi
 * @Date 2020/6/7 12:22
 * @Version 1.0
 */
public class SingletonDemo1 {
    //两种方式初始化实例,两种方式的效果是一样的
    //静态常量方式
//    private static final SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();
    //静态块方式
    private static final SingletonDemo1 instance;
    static {
        instance = new SingletonDemo1();
    }
    private SingletonDemo1(){

    }
    public static SingletonDemo1 getInstance(){
        return instance;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SingletonDemo1 instance1 = SingletonDemo1.getInstance();
        SingletonDemo1 instance2 = SingletonDemo1.getInstance();
        System.out.println(instance1==instance2);
        //返回的结果为true，说明不管取多少次都是同一个实例
    }
}

2，懒汉式

package singleton;

/**
 * @ClassName SingletonDemo2
 * @Description 懒汉式
 * 需要使用该对象的时候再去实例化
 * 缺点：会产生线程安全问题
 * @Author liuyi
 * @Date 2020/6/7 13:23
 * @Version 1.0
 */
public class SingletonDemo2 {
    private static SingletonDemo2 instance;

    private SingletonDemo2(){

    }

    public static SingletonDemo2 getInstance(){
        if(instance==null){
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            instance = new SingletonDemo2();
        }
        return instance;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //为什么说线程不安全
        //因为使用了全局的静态变量，会造成多线程访问的时候会产生不唯一的实例
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(getInstance());
            }).start();
        }
        //打印的对象完全乱了，根本不是同一个实例
    }
}

3，饿汉式（加锁）

package singleton;

/**
 * @ClassName SingletonDemo2
 * @Description 懒汉式（加锁）
 * 缺点：效率低
 * @Author liuyi
 * @Date 2020/6/7 13:23
 * @Version 1.0
 */
public class SingletonDemo3 {
    private static SingletonDemo3 instance;

    private SingletonDemo3(){

    }

    public synchronized static SingletonDemo3 getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new SingletonDemo3();
        }
        return instance;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //加了锁解决了懒汉式的线程不安全问题，但是这样效率就会明显降低
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(getInstance());
            }).start();
        }
    }
}

4，双重检查

package singleton;

/**
 * @ClassName SingletonDemo2
 * @Description 双重检查（比较完美的写法）
 * @Author liuyi
 * @Date 2020/6/7 13:23
 * @Version 1.0
 */
public class SingletonDemo4 {
    //必须加volatile关键字，防止指令重排
    private static volatile SingletonDemo4 instance;

    private SingletonDemo4(){

    }

    public synchronized static SingletonDemo4 getInstance(){
        //为什么要进行双重检查
        //比如两个线程同时进入该方法，都拿到instance为空，其中一个拿到锁并new了一个实例，
        //此时另外一个线程它并不知道你已经new了实例，所以当它拿到锁之后会继续new一个实例
        //所以如果在锁里面继续判断一次是很有必须要的
        if(instance==null){
            synchronized (SingletonDemo4.class){
                if(instance==null){
                    instance = new SingletonDemo4();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(getInstance());
            }).start();
        }
    }
}

5，静态内部类方式

package singleton;

/**
 * @ClassName SingletonDemo5
 * @Description 静态内部类方式
 * JVM保证线程安全
 * 加载外部类是不会加载内部类，实现了懒加载
 * 最完美的写法
 * @Author liuyi
 * @Date 2020/6/7 13:52
 * @Version 1.0
 */
public class SingletonDemo5 {

    private SingletonDemo5(){

    }
    private static class SingletonDemo5Inside{
        private static final SingletonDemo5 instance = new SingletonDemo5();
    }

    public static SingletonDemo5 getInstance(){
        return SingletonDemo5Inside.instance;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(SingletonDemo5.getInstance());
            }).start();
        }
    }
}

6，枚举方式

package singleton;

/**
 * @Author liuyi
 * @Description 枚举单例
 * 不仅可以解决线程同步，还可以防止反序列化(因为枚举类没有构造方法)
 * @Date 17:28 2020/6/7
 * @Param  
 * @return 
 **/
public enum SingletonDemo6 {

    instance;

    public void test(){
        System.out.println("测试测试");
    }
    public static void main(String[] args) {
        instance.test();
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(SingletonDemo6.instance);
            }).start();
        }
    }
}

总结：

　　这几种实现单例的方式中，枚举单例是最完美的，因为枚举单例可以防止反序列话，也可以防止通过反射的方式去创建实例，但是实际运用中最适用的还是饿汉式。因为既然你使用了单例，为什么还要用反射呢，这样就属于搞破坏了。