单例模式的Java代码实现

一 饿汉式

• 类加载到内存后，只能在内存中有一个实例，JVM保证线程安全
• 缺点：不管是否用到，类加载时就会实例化

public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE=new Singleton();

    //私有构造方法
    private Singleton(){
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

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二 懒汉式（线程不安全版）

• 调用getInstance()方法的时候才会创建实例，线程不安全

public class Singleton2 {

    private static Singleton2 INSTANCE;

    private Singleton2(){

    }

    public static Singleton2 getInstance(){
        if(INSTANCE == null){
            try {
                //多线程状态下，可能有多个线程同时走到这里，会导致创建多个实例
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            INSTANCE = new Singleton2();
        }
        return INSTANCE;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建100个线程，看每个线程获取到的实例是否相同，不通实例hashcode不一样
        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(()-> System.out.println(Singleton2.getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

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三 懒汉式（线程安全版）

• 对getInstance()方法加锁（静态方法加锁实际锁的是Singleton2.class类对象）
• 线程安全但是会导致效率变低

public static synchronized Singleton2 getInstance(){
        //内容同二
    }

打印结果可以看到hashcode是同一个，说明线程安全

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四 懒汉式（减小锁粒度版）

• 通过减小锁代码块，来提高性能。但是仍然会导致线程不安全问题

public class Singleton3 {
    private static Singleton3 INSTANCE;

    private Singleton3() {
    }

    public static Singleton3 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            //当多个线程同时走到这里，还是会导致创建多个实例
            synchronized (Singleton3.class) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                INSTANCE = new Singleton3();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            new Thread(()-> System.out.println(Singleton3.getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

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五 懒汉式（双重检查线程安全版）

• 线程安全又减小了同步代码块

public class Singleton4 {
    private static volatile Singleton4 INSTANCE;

    private Singleton4(){}

    public static Singleton4 getInstance(){
        if(INSTANCE == null){
            //即使多个线程同时走到了这里，只有一个线程先执行以下同步代码块
            synchronized (Singleton4.class){
                //当第二个线程走到这里，实例已经初始化将不会再次执行以下if代码块
                if(INSTANCE == null){
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    INSTANCE=new Singleton4();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(()-> System.out.println(Singleton4.getInstance().hashCode())).start();
        }
    }
}

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六 枚举版（线程安全）

public enum  Singleton5 {
    INSTANCE;

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(()-> System.out.println(Singleton5.INSTANCE.hashCode())).start();
        }
    }
}