单例模式饿汉式与懒汉式详解

单例模式饿汉式与懒汉式详解

步骤：

• 私有构造方法，使得在类的外部不能调用此方法，限制产生多个对象
• 类初始化时，区分饿汉式与懒汉式的区别
• 对外部提供调用方法，将创建的对象返回，只能通过类来调用

饿汉式：

1. 类加载时即创建对象，线程安全
2. 优点：执行效率高
3. 缺点：类加载时就初始化，浪费内存资源，懒加载：无

实现：

public class SingletonEH {

    /**
     * 饿汉式：
     *  类加载时即创建对象，线程安全
     *  优点：执行效率高
     *  缺点：类加载时就初始化，浪费内存资源，懒加载：无
     */
    private SingletonEH(){};

    private final static SingletonEH singletonEH = new SingletonEH();

    public static SingletonEH getInstance() {
        return singletonEH;
    } 
}

测试：

public static void main(String[] args) {
	SingletonEH instanceA = SingletonEH.getInstance();
	SingletonEH instanceB = SingletonEH.getInstance();
	System.out.println(instanceA == instanceB);
}

饿汉式测试结果：

true
Process finished with exit code 0

懒汉式：

1. 只有再调用获取实例的时候，才会去初始化实例对象
2. 懒加载：是
3. 是否线程安全：否

private SingletonLH(){};
private static SingletonLH singletonLH; // 注意实现方式不同，实例私有化有变化

方式一：最基本的实现方式

不支持多线程，因为没有加锁

实现：

public static SingletonLH getSingletonLH() {
    if (null == singletonLH) {
        singletonLH =  new SingletonLH();
    }

    return singletonLH;
}

方式二：静态内部类

也即饿汉式和懒汉式的组合，调用 getInstance() 方法时才创建，达到了类似懒汉式的效果，同时又是线程安全的

实现：

private static class Holder{
    private static SingletonLH singletonStatic = new SingletonLH();
}

public static SingletonLH getInstanceLHStatic() {
    return Holder.singletonStatic;
}

方式三：加锁

synchronized

实现：

public static synchronized SingletonLH getInstanceSy() {
	
	if (null == singletonLH) {
		singletonLH =  new SingletonLH();
	}

	return singletonLH;
}

方式四：双重锁校验

通常线程安全，加volatile的作用是禁止指令重排。（由于 JVM 底层内部模型原因，偶尔会出问题。不建议使用）

private volatile static SingletonLH singletonLHVolatile;

public static SingletonLH getSingletonLHVolatile() {
	
	if (null == singletonLHVolatile) {
		synchronized (SingletonLH.class) {
			if (null == singletonLHVolatile) {
				singletonLHVolatile = new SingletonLH();
			}
		}
	}
	
	return singletonLHVolatile;
}

方式五：ThreadLocal方式

线程安全，ThreadLocal采用以空间换时间的方式，为每一个线程都提供一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

实现：

private static final ThreadLocal<SingletonLH> singletonThreadLocal = new ThreadLocal<SingletonLH>(){
    @Override
    protected SingletonLH initialValue() {
    	return new SingletonLH();
    }
};

public static SingletonLH getInstanceThreadLocal() {
	return singletonThreadLocal.get();
}

方式六：CAS 锁方式

CAS锁（Compare and Swap）：比较并交换，是一种有名的无锁算法，属于乐观锁）。用CAS锁来实现单例模式是线程安全的

实现：

private static final AtomicReference<SingletonLH> instanceCAS = new AtomicReference<SingletonLH>();

public static final SingletonLH getInstanceCAS() {
	for (; ; ) {
		
		SingletonLH instance = instanceCAS.get();
		if (null != instance) {
			return instance;
		}
		
		instance = new SingletonLH();
		if (instanceCAS.compareAndSet(null, instance)) {
			return instance;
		}
	}
}

​ 懒汉式还有一种实现方式就可以使用枚举，枚举实现的单例，代码简洁清晰。并且它还自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。这个大家自己可以动手实现下，代码就不粘贴出来了。

测试：

public static void main(String[] args) {
	SingletonLH instanceLHA = SingletonLH.getSingletonLH();
	SingletonLH instanceLHB = SingletonLH.getSingletonLH();
	System.out.println("基本懒汉式：" + (instanceLHA == instanceLHB));

	SingletonLH instanceLHStaticA = SingletonLH.getInstanceLHStatic();
	SingletonLH instanceLHStaticB = SingletonLH.getInstanceLHStatic();
	System.out.println("静态代码块式：" + (instanceLHStaticA == instanceLHStaticB));

	SingletonLH instanceSyA = SingletonLH.getInstanceSy();
	SingletonLH instanceSyB = SingletonLH.getInstanceSy();
	System.out.println("加锁式：" + (instanceSyA == instanceSyB));

	SingletonLH instanceLHVolatileA = SingletonLH.getSingletonLHVolatile();
	SingletonLH instanceLHVolatileB = SingletonLH.getSingletonLHVolatile();
	System.out.println("双重锁：" + (instanceLHVolatileA == instanceLHVolatileB));

	SingletonLH instanceThreadLocalA = SingletonLH.getInstanceThreadLocal();
	SingletonLH instanceThreadLocalB = SingletonLH.getInstanceThreadLocal();
	System.out.println("ThreadLocal方式:" + (instanceThreadLocalA == instanceThreadLocalB));

	SingletonLH instanceCASA = SingletonLH.getInstanceCAS();
	SingletonLH instanceCASB = SingletonLH.getInstanceCAS();
	System.out.println("CAS方式：" + (instanceCASA == instanceCASB));
}

懒汉式不同方式下的测试结果

基本懒汉式：true
静态代码块式：true
加锁式：true
双重锁：true
ThreadLocal方式:true
CAS方式：true

Process finished with exit code 0