Java 单例模式实现方式及其优缺点——单例模式还可以这样实现

单例模式三种初始化方法及其优缺点

一、常见单例模式实现方式

  单例模式：顾名思义即确保一个类只有一个实例，而且自行实例化（私有构造方法）并向整个系统提供这个实例。
  常见的单例模式有三种模式：懒汉式单例、饿汉式单例、静态内部类单例（也叫登记式单例、holder单例）。

1.饿汉式单例

  实现方式：

public class Singleton {
    private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    private Singleton{}; // 该类不能被实例化
    public static Singleton getInstance() {
        return SINGLETON;
    }
}

  优点：没有加锁，执行效率会提高。
  缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

2.懒汉式单例（也叫饱汉式单例）

  实现方式一同步方法：

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton{}; // 该类不能被实例化
    public synchronized static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
             singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

  实现方式二同步代码块（双重检查锁定方式，比方式一好）：

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton{}; // 该类不能被实例化
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized(Singleton.class) {
                if(singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

  优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
  缺点：必须加锁synchronized 才能保证单例，即需要考虑线程同步，否则多个线程同时调用getInstance方法，有可能回出现实例化多次，但加锁会在一定程度上影响效率。

3.静态内部类单例

  实现方式：

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton{}; // 该类不能被实例化
    public static Singleton getInstance() {
        return Holeder.SINGLETON;
    }
    private static class Holder {
        private final static Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }
}

  优点：1）内部类只有在外部类被调用才加载，产生SINGLETON实例；2）不用加锁。
  缺点：代码稍微复杂。

4.避免反射入侵方法

  Java反射机制是指在运行状态中，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法；并且对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法。
  单例模式在常规情况下，只能通过 getInstance() 创建实例；但是通过反射也可以直接调用private方法创建实例，即可以多次调用私有构造方法，产生反射入侵的问题。
  避免反射入侵方法思路是避免单例类的构造方法被多次调用，可以通过改在私有构造方法和getInstance方法实现，下面的实现以内部静态类模式为例：

public class Singleton {
    private static boolean sFlag = true;
    private static Singleton singleton;
    private Singleton{
        if (sFlag) {
            sFlag = fase;
        } else { // 防止被实例化多次
            throw new RuntimeException("单例模式被攻击了");
        }
    }; // 该类不能被实例化
    public static Singleton getInstance() {
        return Holeder.SINGLETON;
    }
    private static class Holder {
        private final static Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }
}

二、高效单例模式实现——枚举类型单例模式

  上面介绍的三种单例实现方式，是比较常见的方式，下面介绍一种更简单而且高效的单例模式——枚举类型单例模式。
实现方式一：构造方法中实例化对象

// 枚举单例模式定义
public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

    public void method1() {

    }
}

// 枚举单例使用
Singleton.INSTANCE.method1();

// 枚举单例模式定义
public class EnumSingleton {
    private EnumSingleton(){}
    
    public static EnumSingleton getInstance(){
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    }

    private enum Singleton{
        INSTANCE;
        private EnumSingleton singleton;
        //JVM会保证此方法绝对只调用一次
        Singleton(){
            singleton = new EnumSingleton();
        }
        public EnumSingleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}

// 枚举单例使用
EnumSingleton.getInstance().method1();

实现方式二：枚举常量的值即为对象实例

public class EnumSingleton {
    private EnumSingleton(){}
    public static EnumSingleton getInstance(){
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    }

    private enum Singleton{
        // 枚举常量的值即为对象实例
        INSTANCE(new EnumSingleton());
        private EnumSingleton singleton;
        //JVM会保证此方法绝对只调用一次
        Singleton(EnumSingleton singleton){
            this.singleton = singleton;
        }
        public EnumSingleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}

// 枚举单例使用
EnumSingleton.getInstance().method1();

优点：

• 枚举单例有序列化和线程安全的保证，而且JVM会保证枚举类构造方法绝对只调用一次，所以保证了对象实例的唯一性；
• 枚举ENUM类型，不允许反射调用，天生的避免了反射入侵（惊不惊喜，神不神奇！！！）。