一遍看懂：设计模式——单例模式原理详解
设计模式——单例模式原理详解
创建型模式-单例模式：
1、饿汉式（静态常量）
1）构造器私有化（防止外部 new）
2）类的内部创建对象
3）向外暴露一个静态的公共方法 getInstance
public class Singleton {
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、类的内部创建对象
private static final Singleton instance = new Singleton();
// 3、向外暴露一个静态的公共方法
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
优缺点
1）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
2）缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到 Lazy Loading 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
3）这种方式基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题。不过，instance 在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getlnstance 方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 Lazy loading 的效果
4）结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费
2、饿汉式（静态代码块）
1）构造器私有化
2）类的内部声明对象
3）在静态代码块中创建对象
4）向外暴露一个静态的公共方法
public class Singleton {
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、类的内部声明对象
private static Singleton instance;
// 3、在静态代码块中创建对象
static {
instance = new Singleton();
}
// 4、向外暴露一个静态的公共方法
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
优缺点
1）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。
2）结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费
3、懒汉式（线程不安全）
1）构造器私有化
2）类的内部创建对象
3）向外暴露一个静态的公共方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、类的内部声明对象
private static Singleton instance;
// 3、向外暴露一个静态的公共方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
优缺点
1）起到了 Lazy Loading 的效果，但是只能在单线程下使用
2）如果在多线程下，一个线程进入了判断语句块，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
3）结论：在实际开发中，不要使用这种方式
4、懒汉式（线程安全，同步方法）
1）构造器私有化
2）类的内部创建对象
3）向外暴露一个静态的公共方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
public class Singleton {
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、类的内部声明对象
private static Singleton instance;
// 3、向外暴露一个静态的公共方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优缺点
1）解决了线程不安全问题
2）效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getlnstance()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
3）结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式
5、懒汉式（线程安全，同步代码块）
1）构造器私有化
2）类的内部创建对象
3）向外暴露一个静态的公共方法，加入同步处理的代码块
public class Singleton {
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、类的内部声明对象
private static Singleton instance;
// 3、向外暴露一个静态的公共方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
优缺点
1）这种方式，本意是想对第四种实现方式的改进，因为前面同步方法效率太低，改为同步产生实例化的的代码块
2）但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一致，假如一个线程进入了判断语句块，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
3）结论：在实际开发中，不能使用这种方式
6、双重检查
1）构造器私有化
2）类的内部创建对象，同时用volatile关键字修饰修饰
3）向外暴露一个静态的公共方法，加入同步处理的代码块，并进行双重判断，解决线程安全问题
public class Singleton {
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、类的内部声明对象，同时用`volatile`关键字修饰修饰
private static volatile Singleton instance;
// 3、向外暴露一个静态的公共方法，加入同步处理的代码块，并进行双重判断，解决线程安全问题
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点
1）Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，我们进行了两次检查，这样就可以保证线程安全了
2）这样实例化代码只用执行一次，后面再次访问时直接 return 实例化对象，也避免的反复进行方法同步
3）线程安全；延迟加载；效率较高
4）结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式
7、静态内部类
1）构造器私有化
2）定义一个静态内部类，内部定义当前类的静态属性
3）向外暴露一个静态的公共方法
public class Singleton {
// 1、构造器私有化
private Singleton() {
}
// 2、定义一个静态内部类，内部定义当前类的静态属性
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton instance = new Singleton();
}
// 3、向外暴露一个静态的公共方法
public static Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.instance;
}
}
优缺点
1）这种方式采用了类装载的机制，来保证初始化实例时只有一个线程
2）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getlnstance方法，才会装载Singletonlnstance 类，从而完成 Singleton 的实例化
3）类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，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
4）优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
5）结论：推荐使用
8、枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void sayHello() {
System.out.println("Hello World");
}
}
优缺点
1）这借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象
2）这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
3）结论：推荐使用