单例模式

Posted 2020-12-12 zpp1234

一、饿汉式单例

饿汉式单例是在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象。绝对线程安全，在线
程还没出现以前就是实例化了，不可能存在访问安全问题。
优点：没有加任何的锁、执行效率比较高，在用户体验上来说，比懒汉式更好。
缺点：类加载的时候就初始化，不管用与不用都占着空间，浪费了内存，有可能占着茅
坑不拉屎。

Spring中IOC容器ApplicationContext本身就是典型的饿汉式单例。接下来看一段代
码：

//饿汉式单例
// 它是在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象

    //优点：没有加任何的锁、执行效率比较高，
    //在用户体验上来说，比懒汉式更好

    //缺点：类加载的时候就初始化，不管你用还是不用，我都占着空间
    //浪费了内存，有可能占着茅坑不拉屎

    //绝对线程安全，在线程还没出现以前就是实例化了，不可能存在访问安全问题
public class HungrySingleton {
    //先静态、后动态
    //先属性、后方法
    //先上后下
    private static final HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton(){}

    public static HungrySingleton getInstance(){
        return  hungrySingleton;
    }
还有另外一种写法，利用静态代码块的机制：

//饿汉式静态块单例
public class HungryStaticSingleton {
    private static final HungryStaticSingleton hungrySingleton;
    static {
        hungrySingleton = new HungryStaticSingleton();
    }
    private HungryStaticSingleton(){}
    public static HungryStaticSingleton getInstance(){
        return  hungrySingleton;
    }
}
二、懒汉式单例
懒汉式单例的特点是：被外部类调用的时候内部类才会加载，下面看懒汉式单例的简单
实现LazySimpleSingleton：

//懒汉式单例
//在外部需要使用的时候才进行实例化 线程不安全
public class LazySimpleSingleton {
    private LazySimpleSingleton(){}
    //静态块，公共内存区域
    private static LazySimpleSingleton lazy = null;
    public static LazySimpleSingleton getInstance(){
        if(lazy == null){
            lazy = new LazySimpleSingleton();
        }
        return lazy;
    }
}

实现线程安全的单例：

//懒汉式单例
//在外部需要使用的时候才进行实例化
public class LazySimpleSingleton {
    private LazySimpleSingleton(){}
    //静态块，公共内存区域
    private static LazySimpleSingleton lazy = null;
    //加锁，保证线程安全，但是锁住的粒度太大，导致性能低但是，用
//synchronized加锁，在线程数量比较多情况下，如果CPU 分配压力上升，会导致大批
//量线程出现阻塞，从而导致程序运行性能大幅下降。
    public synchronized static LazySimpleSingleton getInstance(){
        if(lazy == null){
            lazy = new LazySimpleSingleton();
        }
        return lazy;
    }
}

双重校验方式实现单例：

public class LazyDoubleCheckSingleton {
    //volatile是为了让该变量有可见性以及禁止重排序
    private volatile static LazyDoubleCheckSingleton lazy = null;

    private LazyDoubleCheckSingleton(){}
    public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance(){
        if(lazy == null){
            synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class){
                if(lazy == null){
                    lazy = new LazyDoubleCheckSingleton();
                    //1.分配内存给这个对象
                    //2.初始化对象
                    //3.设置lazy指向刚分配的内存地址
                    //4.初次访问对象
                }
            }
        }
        return lazy;
    }
}

//这种形式兼顾饿汉式的内存浪费，也兼顾synchronized性能问题
//完美地屏蔽了这两个缺点
//史上最牛B的单例模式的实现方式
public class LazyInnerClassSingleton {
    //默认使用LazyInnerClassGeneral的时候，会先初始化内部类
    //如果没使用的话，内部类是不加载的
    private LazyInnerClassSingleton(){
        if(LazyHolder.LAZY != null){
            throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
        }
    }

    //每一个关键字都不是多余的
    //static 是为了使单例的空间共享
    //保证这个方法不会被重写，重载
    public static final LazyInnerClassSingleton getInstance(){
        //在返回结果以前，一定会先加载内部类
        return LazyHolder.LAZY;
    }

    //默认不加载
    private static class LazyHolder{
        private static final LazyInnerClassSingleton LAZY = new LazyInnerClassSingleton();
    }
}

三：容器式单例

//Spring中的做法，就是用这种注册式单例
public class ContainerSingleton {
    private ContainerSingleton(){}
    private static Map<String,Object> ioc = new ConcurrentHashMap<String,Object>();
    public static Object getInstance(String className){
        synchronized (ioc) {
            if (!ioc.containsKey(className)) {
                Object obj = null;
                try {
                    obj = Class.forName(className).newInstance();
                    ioc.put(className, obj);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return obj;
            } else {
                return ioc.get(className);
            }
        }
    }
}
容器式写法适用于创建实例非常多的情况，便于管理。但是，是非线程安全的。到此，
注册式单例介绍完毕。

四、枚举单例
//常量中去使用，常量不就是用来大家都能够共用吗？
//通常在通用API中使用
public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;
    private Object data;
    public Object getData() {
        return data;
    }
    public void setData(Object data) {
        this.data = data;
    }
    public static EnumSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}