单例模式的实现

Posted 2020-08-04 洞拐洞拐

　　单例模式就是是一个类仅可以创建一个对象，在java中实现主要有两种方式：饿汉式和懒汉式。

　　先看两种方式共有的部分，因为是单例，所以构造方法必须是私有的private，而且必须提供一个对外界开放的获取对象的方法，该方法内部控制返回唯一的一个对象实例：

public class Singleton {

    //构造方法私有，阻断外界直接创建对象的方法
    private Singleton() {}
    
    //提供一个获取唯一对象实例的方法
    public static Singleton getInstance(){
        //...
    }
    
}

　　以上是不管什么方式的实现，都得遵循的一些规定，下面就介绍懒汉式和饿汉式：

　　饿汉式是单例类感觉自己很饥饿(将实例对象想象为吃的)，不管有没有别的类跟我要实例类，我都要自己先生成一个，像下面的实现：　

public class Singleton {

    //构造方法私有，阻断外界直接创建对象的方法
    private Singleton() {}
    
    //内部持有一个类初始化时唯一创建的一个类实例对象
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    
    //提供一个获取唯一对象实例的方法
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
    
}

　　饿汉式的有点在于编码逻辑简单好理解，无线程安全问题；缺点嘛，自然就是当我仅仅是想用Singleton类其他方法，他还是创建了一个对我现在来说没用的实例对象，当系统中这种饿汉式的单例类多起来的时候，无疑是一种资源浪费，这个问题正好懒汉式可以解决。

　　懒汉式，就是自己首先持有一个空的单例类的实例，但是不会类一加载就创建实例，只有当别人第一次要我的实例对象我才给他创建，懒嘛，要是没人要我就不创建了:

public class Singleton {

    //构造方法私有，阻断外界直接创建对象的方法
    private Singleton() {}
    
    //内部持有一个单例类的引用
    private static Singleton singleton = null;
    
    //提供一个获取唯一对象实例的方法
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton==null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
    
}

　　饿汉式的有点不用说了，就是解决了懒汉式的缺点；但是他的缺点就是多线程环境下，不尽人意啊，比如两个线程同时都是第一次去获取Singleton类的实例的时候，又同时执行到if(singleton==null)这一行，两个线程就会同时进入if语句执行体中去，可能先后执行了singleton = new Singleton();这就违反了单例模式的概念，所以还得想个办法解决这个问题。

　　线程安全的饿汉式：(其实只要将if语句上加上线程锁，就可以避免两个线程一起跑到这个地方来了)

public class Singleton {

    //构造方法私有，阻断外界直接创建对象的方法
    private Singleton() {}
    
    //内部持有一个单例类的引用
    private static Singleton singleton = null;
    
    //提供一个获取唯一对象实例的方法
    public static Singleton getInstance(){
        synchronized (Singleton.class) {
            if(singleton==null){
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
    
}

　　踏哒~，解决了，但是！你发现了么？这样的话，每次别人想获取sinleton实例的时候都得等待别的线程释放锁，自己再加锁，自己再释放锁，而这些锁的操作又是那么消耗时间，能不能再优化一下。想一想，是不是第一次访问完了，只要sington对象实例，不为空，直接返回就是了，没有现成问题啊，应该这样：

public class Singleton {

    //构造方法私有，阻断外界直接创建对象的方法
    private Singleton() {}
    
    //内部持有一个单例类的引用
    private static Singleton singleton = null;
    
    //提供一个获取唯一对象实例的方法
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton==null){
            synchronized (Singleton.class) {
                if(singleton==null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
    
}

　　完美！线程安全的懒汉式，既解决了资源浪费问题，又兼顾了线程安全问题。

　　不过还有个更巧妙地方法，这个就涉及到内部类的只是，当一个类加载的时候，其内部类并不加载，而是只要第一次用到内部类的时候内部类才会加载，而且如果这个内部类是static内部类，也就是说加载了这个类一次，以后就直接获取他就可以了，详细参见另一篇博客：http://www.cnblogs.com/WreckBear/p/5812942.html。

public class Singleton {

    //构造方法私有，阻断外界直接创建对象的方法
    private Singleton() {}
    
    /*
     * 搭建一个内部静态类，外部类加载的时候，内部类并不会加载，
     * 只有当内部类被访问的时候才会被加载、初始化，加载之后就会一直保存在内存中
     */
    public static class Get{
        public static Singleton singleton = new Singleton();
    }
    
}

　　在Main中获取：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.Get.singleton;
    }
}

　　这种方法显得更加优雅一点，至此，结束！