单例模式

Posted 2021-03-03 xiao-lei

单例模式的概念

单例模式是指确保一个类只有一个唯一实例，并且提供一个全局的访问点。

单例模式的设计思路

• 为了防止其他类利用构造方法创建多个对象，将构造方法声明为private
  类型。
• 对外提供一个静态方法getInstance()来获取实例对象。同时应该保证无论getInstance()方法被调用多少次，得到的始终是一个对象。

单例模式的实现方式

1. 饿汉模式
   优点：实现简单，线程安全，不用加锁，执行效率会提高。
   缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

public class Singleton {

    // 静态成员变量
    private static Singleton instance = new Singleton();

    // 当类的构造函数为私有时，只能在本类实例化该类的对象。
    private Singleton(){
    }
   
   // 提供一个公共的静态方法返回单一实例
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
    
}

2. 懒汉模式
   优点： lazy loading延时加载，第一次调用才初始化，避免内存浪费。
   缺点：线程不安全，在多线程环境下不能正常工作。严格意义上不能算一种单例模式实现

public class Singleton {  

    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
  
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
    }  
}

3. 懒汉模式 (线程安全)
   优点： lazy loading延时加载，第一次调用才初始化，避免内存浪费。
   缺点：加锁 synchronized 才能保证单例，影响工作效率

public class Singleton {  

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

4. 懒汉模式 (双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）)
   优点： lazy loading延时加载，第一次调用才初始化，避免内存浪费。安全且在多线程情况下能保持高性能

public class Singleton {  

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

5. 静态内部类
   优点： lazy loading延时加载，第一次调用才初始化，避免内存浪费。线程安全。

public class Singleton {  

    private Singleton (){}  
    
    // 静态内部类
    private static class SingletonHolder (){
        public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    // Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。
    public static Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

6. 枚举
   优点： 这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
   这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。

public enum Singleton {  
    INSTANCE;   
}