java单例模式--Java单例模式以及6种实现方式

文章目录

• 前言
• 一、单例模式的定义
• 二、单例模式特点
• 三、实现单例模式的八种方式及优缺点
• 总结

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前言

今天老师考到了单例模式，我对这个知识点掌握的不是很好，所以总结此文来使自己深入了解Java中的单例模式~~同时也借鉴给和我一样不懂的友友们~~~

 

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一、单例模式定义

Java中单例(Singleton)模式是一种广泛使用的设计模式。单例模式的主要作用是保证在Java程序中，某个类只有一个实例存在。一些管理器和控制器常被设计成单例模式。

二、单例模式特点

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
单例模式保证了全局对象的唯一性，比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。

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三、实现单例模式的六种方式

1 饿汉式--静态常量[可用]

public class Singleton {
//2.创建类内静态属性为该类对象，并使用final和private进行修饰，避免其能够修改
	private static final Singleton SINGLE_INSTANCE = new Singleton();
	
//3.将这一个单例使用get方法返回到调用者手中
      public static Singleton getSingleInstance() {
		return SINGLE_INSTANCE;
	}

//1.将构造方法私有	
	private Singleton() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
}

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。

缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading(懒加载延迟加载)的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。

2饿汉式--静态代码块[可用]

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    static {
        instance = new Singleton();
    }
//构造函数私有
    private Singleton() {}
//提供静态方法
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。

3懒汉式（线程不安全）【不可用】

public class Singleton2 {
    // 私有构造
    private Singleton2() {}
    private static Singleton2 single;
//静态方法
    public static Singleton2 getInstance() {
        if(single == null){//线程1执行到此处cpu时间片到
            single = new Singleton2();
        }
        return single;
    }
}

优点：可以在使用时开辟空间，不使用不开辟空间。

缺点：线程不安全

这种写法起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用。如果在多线程下，一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。

4懒汉式（线程安全，同步方法）【不推荐使用】

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {}
    public static synchronized Singleton getInstance() {//同步类方法
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

解决上面第三种实现方式的线程不安全问题，做个线程同步就可以了，于是就对getInstance()方法进行了线程同步。

优点：懒汉式，用的时候开辟内存。线程安全。

缺点：效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低要改进。

5懒汉式（线程安全--同步代码块，双重检查）【推荐用】

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {///1.线程1	2.线程2	  4.线程2发现同步代码块，等待	6.线程2进入同步代码块，如果没有第二if直接new，线程不安全，因为有第二次if所以线程安全，进入第二个if发现不是null，直接退出同步锁。
            synchronized (Singleton.class) {//3.线程1
                if (singleton == null) {//3. 线程1，cpu走了
                    singleton = new Singleton();//5.线程1执行，开辟地址，释放同步锁
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

Double-Check概念对于多线程开发者来说不会陌生，如代码中所示，我们进行了两次if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null)，直接return实例化对象。

优点：线程安全；延迟加载；效率较高。

6静态内部类【推荐用】

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class SingletonInstance {//私有静态内部类
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

这种方式跟饿汉式方式采用的机制类似，但又有不同。两者都是采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。不同的地方在饿汉式方式是只要Singleton类被装载就会实例化，没有Lazy-Loading的作用，而静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。

类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。

优点：避免了线程不安全，延迟加载，效率高。

四、总结

不知不觉来到华清学习已经一个多月了，在这里每天我都能学习到新知识，慢慢发现了自己的问题，也渐渐找到了适合自己的学习方法和节奏，最后也希望读到这篇文章的你天天开心哦吼吼~~

希望这篇文章对大家有所帮助!!!