高级单例模式在Java种的实现

 

Lazy initialization holder class模式，这个模式综合使用了Java的类级内部类和多线程缺省同步锁的知识，很巧妙的同时实现了延迟加载和线程安全。

1：先来看点相应的基础知识

先简单的看看类级内部类相关的知识。

• 什么是类级内部类？

简单点说，类级内部类指的是：有static修饰的成员式内部类。如果没有static修饰的成员式内部类被

称为对象级内部类。

• 类级内部类相当于其外部类的static成分，它的对象与外部类对象间不存在依赖关系，因此可直接创

建。而对象级内部类的实例，是绑定在外部对象实例中的。

• 类级内部类中，可以定义静态的方法，在静态方法中只能够引用外部类中的静态成员方法或者成员变

量。

• 类级内部类相当于其外部类的成员，只有在第一次被使用的时候才会被装载

再来看看多线程缺省同步锁的知识。

大家都知道，在多线程开发中，为了解决并发问题，主要是通过使用synchronized来加互斥锁进行同步控

制。但是在某些情况中，JVM已经隐含地为您执行了同步，这些情况下就不用自己再来进行同步控制了。这些

情况包括：

• 由静态初始化器（在静态字段上或 static{} 块中的初始化器）初始化数据时

• 访问 final 字段时

• 在创建线程之前创建对象时

• 线程可以看见它将要处理的对象时

2：接下来看看这种解决方案的思路

要想很简单的实现线程安全，可以采用静态初始化器的方式，它可以由JVM来保证线程安全性。比如前面

的“饿汉式”实现方式，但是这样一来，不是会浪费一定的空间吗？因为这种实现方式，会在类装载的时候就

初始化对象，不管你需不需要。

如果现在有一种方法能够让类装载的时候不去初始化对象，那不就解决问题了？一种可行的方式就是采用

类级内部类，在这个类级内部类里面去创建对象实例，这样一来，只要不使用到这个类级内部类，那就不会创

建对象实例。从而同时实现延迟加载和线程安全。

看看代码示例可能会更清晰，示例代码如下：

 

 

public class Singleton {
/**
* 类级的内部类，也就是静态的成员式内部类，该内部类的实例与外部类的实例
* 没有绑定关系，而且只有被调用到才会装载，从而实现了延迟加载
*/
private static class SingletonHolder{
/**
* 静态初始化器，由JVM来保证线程安全
*/
private static Singleton instance = new Singleton();
}
/**
* 私有化构造方法
*/
private Singleton(){
}
public static  Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}

 

 

仔细想想，是不是很巧妙呢！

当getInstance方法第一次被调用的时候，它第一次读取SingletonHolder.instance，导致

SingletonHolder类得到初始化；而这个类在装载并被初始化的时候，会初始化它的静态域，从而创建

Singleton的实例，由于是静态的域，因此只会被虚拟机在装载类的时候初始化一次，并由虚拟机来保证它的线

程安全性。

这个模式的优势在于，getInstance方法并没有被同步，并且只是执行一个域的访问，因此延迟初始化并

没有增加任何访问成本。

单例和枚举

 

 

按照《高效Java 第二版》中的说法：单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。

为了理解这个观点，先来了解一点相关的枚举知识，这里只是强化和总结一下枚举的一些重要观点，更多

基本的枚举的使用，请参看Java编程入门资料：

 

• Java的枚举类型实质上是功能齐全的类，因此可以有自己的属性和方法

• Java枚举类型的基本思想：通过公有的静态final域为每个枚举常量导出实例的类

• 从某个角度讲，枚举是单例的泛型化，本质上是单元素的枚举

用枚举来实现单例非常简单，只需要编写一个包含单个元素的枚举类型即可，示例代码如下：

 

 

/**
* 使用枚举来实现单例模式的示例
*/
public enum Singleton {
/**
* 定义一个枚举的元素,它就代表了Singleton的一个实例
*/
uniqueInstance;
/**
* 示意方法，单例可以有自己的操作
*/
public void singletonOperation(){
//功能处理
}
}

 

使用枚举来实现单实例控制，会更加简洁，而且无偿的提供了序列化的机制，并由JVM从根本上提供保

障，绝对防止多次实例化，是更简洁、高效、安全的实现单例的方式。