单例设计模式的七种实现方法

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-01-06 00:09 218阅读 0赞

为什么要用单例模式？  
   我们在编程中最常用的模式就是单例模式了，然而单例模式都用在什么场合？为什么不用静态方法而要用单例模式呢？要搞清这些问题，需要从静态方法    和非静态方法的区别和联系说起。

第一种（懒汉，线程不安全）：

1 public class Singleton \{    
 2     private static Singleton instance;    
 3     private Singleton ()\{\}     
 4     public static Singleton getInstance() \{    
 5     if (instance == null) \{    
 6         instance = new Singleton();    
 7     \}    
 8     return instance;    
 9     \}    
10 \}    
11   
注释：这种写法lazy loading很明显，但是致命的是在多线程不能正常工作。

第二种（懒汉，线程安全）：

1 public class Singleton \{    
 2     private static Singleton instance;    
 3     private Singleton ()\{\}  
 4     public static synchronized Singleton getInstance() \{    
 5     if (instance == null) \{    
 6         instance = new Singleton();    
 7     \}    
 8     return instance;    
 9     \}    
10 \}    
11   
注释：这种写法能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是，  
遗憾的是，效率很低，99%情况下不需要同步。

第三种（饿汉）：

1 public class Singleton \{    
2     private static Singleton instance = new Singleton();    
3     private Singleton ()\{\}  
4     public static Singleton getInstance() \{    
5     return instance;    
6     \}    
7 \}    
8   
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，  
虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 但是也不能  
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显然没有达到lazy loading的效果。

第四种（饿汉，变种）：

1 public class Singleton \{    
 2     private Singleton instance = null;    
 3     static \{    
 4     instance = new Singleton();    
 5     \}    
 6     private Singleton ()\{\}  
 7     public static Singleton getInstance() \{    
 8     return this.instance;    
 9     \}    
10 \}    
11   
表面上看起来差别挺大，其实更第三种方式差不多，都是在类初始化即实例化instance。

第五种（静态内部类）：

1 public class Singleton \{    
 2     private static class SingletonHolder \{    
 3     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();    
 4     \}    
 5     private Singleton ()\{\}  
 6     public static final Singleton getInstance() \{    
 7         return SingletonHolder.INSTANCE;    
 8     \}    
 9 \}    
10

这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是  
（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化  
（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。  
因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，  
从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，  
我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，  
那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

第六种（枚举）：

1 public enum Singleton \{    
2     INSTANCE;    
3     public void whateverMethod() \{    
4     \}    
5 \}    
6   
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它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，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，  
用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，我也很少看见有人这么写过。

第七种（双重校验锁）：

1 public class Singleton \{    
 2     private volatile static Singleton singleton;    
 3     private Singleton ()\{\}     
 4     public static Singleton getSingleton() \{    
 5     if (singleton == null) \{    
 6         synchronized (Singleton.class) \{    
 7         if (singleton == null) \{    
 8             singleton = new Singleton();    
 9         \}    
10         \}    
11     \}    
12     return singleton;    
13     \}    
14 \}    
15   
这个是第二种方式的升级版，俗称双重检查锁定，

在JDK1.5之后，双重检查锁定才能够正常达到单例效果。