7种单例模式

Posted 2021-03-22 braveln

一、什么是单例模式？
单例模式，顾名思义就是 一个类只能有一个实例，并且在整个项目中都能访问到这个实例。

二、Java中单例模式的7种写法及其分析
写法一

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

 

最简单的写法，缺点在于实例在类初始化的时候就创建了，如果在整个项目中都没有使用到该类，就会创建内存空间的浪费。

写法二

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

 

解决了写法一在类初始化的时候就创建实例的问题，然而只能在单线程中使用，在多线程中使用如果多个线程同时进入if语句中，就可能出现创建多个实例的问题。

写法三

public class Singleton {

private Singleton(){}

private static Singleton instance;

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

 

解决了写法二可能出现的问题，可以在多线程中使用。缺点在于synchronized关键字会强制一次只能让一个线程进入方法中，其他线程不得不阻塞等待该线程退出方法。

写法四

public class Singleton {

private Singleton(){}

private static Singleton instance;

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

 

解决了写法四出现的问题，缺点在于 JVM 在执行对引用赋值时并不是一个原子操作。具体是首先在堆中为 Singleton 分配内存空间，然后对 Singleton 执行初始化操作， 最后再将引用变量指向该实例所对应的内存地址以完成赋值。而 JVM 对这一步进行了优化，使得步骤二和步骤三可以不按顺序执行。所以就有可能出现一个线程在执行了步骤一之后执行了步骤三，然后另一个线程调用了该方法，此时 instance 引用变量不为空，然而 Singleton 实例还没有完成初始化，就会造成报错。

写法五

public class Singleton {

private Singleton(){}

private static volatile Singleton instance;

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

 

volatile关键字能够禁止指令重排，保证在写操作没有完成之前不能调用读操作。

写法六

public class Singleton {

private Singleton(){}

private static class SingletonHolder {
private static Singleton instance = new Singleton();
}

public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}

 

这种写法的好处是充分利用了静态内部类的特点，它的初始化操作跟外部类是分开的。在没有调用 getInstance() 方法之前，静态内部类不会进行初始化，在第一次调用该方法后就生成了唯一一个实例。

写法七

public enum Singleton {

INSTANCE;

public void fun(){}

}

 

推荐写法，简单高效。充分利用枚举类的特性，只定义了一个实例，且枚举类是天然支持多线程的。