单例模式(下)---聊一聊单例模式的几种写法

Posted 2021-01-07 kubidemanong

在上一篇文章 单例模式(上)—-如何优雅地保证线程安全问题中，我们采取了懒汉式写法来写我们的单例模式，并且重点讲解了懒汉式中线程安全的问题。这篇我们来讲讲单例模式中的其他几种写法。

上篇文章中，方法和变量的声明都忘了加上“static”的声明，这里提醒一下。

懒汉式

 

懒汉式在上节我们已经讲过了，直接给出代码：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;
    private Singleton(){};

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

懒汉式这种方式需要我们来自己加锁，保证线程安全的问题。

不过就算我们保证了线程安全，这种写法还是无法保证存在唯一一个对象实例。因为别人还是可以通过反射的方式来创建一个新的对象。我写个示例：

public class Singleton {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获得构造器
        Constructor<Singleton> c = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
        //把构造器设置为可访问
        c.setAccessible(true);
        //创建两个实例对象
        Singleton s1 = c.newInstance();
        Singleton s2 = c.newInstance();
        //比较下两个实例是否相等
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

打印结果：false。

所以懒汉式这种方式还是存在一些缺点的。

饿汉式

 

所谓饿汉式，就是一开始把对象实例创建出来，而不是等getInstance这个方法被调用才来创建对象。代码如下：

public class Singleton2 {
    private static Singleton2 instance = new Singleton2();
    //私有构造器
    private Singleton2(){};

    public static Singleton2 getInstance() {
        return instance;
    }
}

饿汉式与懒汉式相比，我们不用管线程安全的问题，代码看起来也比较简洁。

但是，由于对象一开始就被创建出来了，假如我们从头到尾都不调用getInstance()这个方法，那么这个对象就白创建了。

当然，和懒汉式一样，饿汉式也存在反射问题。

总结一下饿汉式的一些问题：

1、有可能出现对象白白浪费的情况。

2、和懒汉式一样，无法组织反射问题。

 

采用静态内部类的写法

直接上代码

public class Singleton3 {
    //静态内部类
    private static class LazyHolder{
        private static Singleton3 instance = new Singleton3(); 
    }
    //私有构造器
    private Singleton3(){};
    public static Singleton3 getInstance() {
        return LazyHolder.instance;
    }
}

由于外部类无法访问静态内部类，因此只有当外部类调用Singleton.getInstance()方法的时候，才能得到instance实例。

并且，instance实例对象初始化的时机并不是在Singleton被加载的时候，而是当getInstance()方法被调用的时候，静态内部类才会被加载，这时instance对象才会被初始化。并且也是线程安全的。

所以，与饿汉式相比，通过静态内部类的方式，可以保证instance实例对象不会被白白浪费。

但是，它仍然存在反射问题。

 

采取枚举的方式

 

直接上代码：

public enum Singleton4 {
    //一般用大写的了，不过为了和前面的统一
    //我就用小写的了

    instance;
}

枚举的方式简单吧？一行代码就搞定了，不过和饿汉式一样，由于一开始instance实例就被创建了，所以有可能出现白白浪费的情况。

但是，通过枚举的方式，不仅代码简单，线程安全，而且JVM还能阻止反射获取枚举类的私有构造器。

下面做个实验

public enum Singleton4 {
    //一般用大写的了，不过为了和前面的统一
    //我就用小写的了
    instance;

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获得构造器
        Constructor<Singleton4> c = Singleton4.class.getDeclaredConstructor();
        //把构造器设置为可访问
        c.setAccessible(true);
        //创建两个实例对象
        Singleton4 s1 = c.newInstance();
        Singleton4 s2 = c.newInstance();
        //比较下两个实例是否相等
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

结果出现了异常：

Exception in thread “main” java.lang.NoSuchMethodException: singleton.Singleton4.()

at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3082)

at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2178)

at singleton.Singleton4.main(Singleton4.java:12)

所以，这种枚举的方式可以说的用的最多的一种方式了，唯一的缺点就是对象一开始就被创建，可能出现白白浪费没有用到对象的情况。

不过，总体上，还是推荐采用枚举的方式来写。

完

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