如何创建一个对象（单例）

Posted 2021-01-30 sally-zhou

为什么需要单例模式

在应用程序中，经常会用到单例模式，即这个类只能存在一个对象实例。
那么为什么需要这种模式，我们在一个程序应用中，只需要创建一次性的对象实例以节省内存资源，避免重复创建的开销，以便后面使用可以更快的访问。

如何写一个单例模式

　　单例作为所有设计模式中最简单的设计模式之一，其创建是非常简单的。

饿汉式单例

＃code 饿汉式单例-不推荐
public final class HungrySingleton {

    private byte[] data = new byte[1024];

    private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton() {
    }

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

　　以上就是一个典型的饿汉式单例模式，在我们调用HungrySingleton. getInstance()方法时，不仅仅获取了一个已经创建的对象，并且获取了已经初始化了的1k的类变量数据。
即便在多线程环境下，instance也不会被创建两次，因为在类初始化的时候被收集进

懒汉式单例

＃code 懒汉式单例-不推荐
public final class LazySingleton {

    private static LazySingleton instance = null;

    private LazySingleton() {
    }

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

上面这一段代码其实就是懒汉式单例，我们在真正调用getInstance()方法的时候才去创建这个实例，这个类所需的资源到这个时候才会被开辟。我们同时也使用synchronized来保证多线程环境下只有一份实例。
看起来很美妙，但可惜的是，这个方式也同样不被推荐。原因也很简单，因为我们在使用getInstance()的时候是同步的，意味着每个调用该方法的线程都必须阻塞等待其他线程调用完成，这一点就很耗费性能。

Double Check

＃code 双重检查式单例-不推荐
public final class DCSingleton {

    private static volatile DCSingleton instance;

    private DCSingleton() {
    }

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

在我很长的一段时间内以来，在创建单例实例的时候都喜欢使用这种方式。它既保证了线程安全，也保证了延迟加载，同时相比懒汉式单例的耗费性能，它使用的双重检查的技巧很大程度上缓解了性能浪费，而且volatile修饰的instance也不会被指令重排困扰。看上去很完美，从一定程度上来说的确是这样。
直到我看了doug lea与人合著的那本并发实践书籍，原文是这样的：“DCL这种使用方法已经被广泛的废弃了——促使该模式出现的驱动力不复存在，因而它不是一种高效的优化措施。延迟初始化占位类模式能带来同样的优势，并且更容易理解。”这里的驱动力是指，在新的版本下，无竞争同步的执行速度变快了（以前很慢），JVM的启动速度也变快了（以前很慢）。

延迟初始化占位类模式

＃code Holder式单例-推荐max
public final class HolderSingleton {

    private HolderSingleton() {
    }

    private static class Holder {
        private static HolderSingleton instance = new HolderSingleton();
    }

    public static HolderSingleton getInstance() {
        return Holder.instance;
    }
}

从线程安全、高性能、懒加载来看，这个应该是目前最好的单例设计之一，也是使用最为广泛的一个。

枚举式

＃code Holder式单例-酌情使用
public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;

    EnumSingleton() {
        System.out.println("complete init...");
    }

    public static EnumSingleton getInstance() {
        System.out.println("getInstance...");
        return INSTANCE;
    }

    public static void doneTask() {
        System.out.println("doneTask...");
    }
}

在《Effective Java》那本书中，这个枚举方式实现单例的方式就被极为推荐。枚举方式不允许被继承，同样也只是被实例化一次，但是不能够懒加载。所以读者可以酌情使用。