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关于java:单例的7种写法

jiezi

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一、概述

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简略的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创立型模式，它提供了一种创建对象的最佳形式。

这种模式波及到一个繁多的类，该类负责创立本人的对象，同时确保只有单个对象被创立。这个类提供了一种拜访其惟一的对象的形式，能够间接拜访，不须要实例化该类的对象。

留神：

  • 1、单例类只能有一个实例。
  • 2、单例类必须本人创立本人的惟一实例。
  • 3、单例类必须给所有其余对象提供这一实例。

二、七种实现

2.1、懒汉式 — 线程不平安

是否 Lazy 初始化： 是

是否多线程平安： 否

实现难度： 易

形容： 这种形式是最根本的实现形式，这种实现最大的问题就是不反对多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种形式 lazy loading 很显著，不要求线程平安，在多线程不能失常工作。

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
  
    public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();  
    }  
        return instance;  
    }  
}

2.2、懒汉式 — 线程平安

是否 Lazy 初始化： 是

是否多线程平安： 是

实现难度： 易

形容： 这种形式具备很好的 lazy loading，可能在多线程中很好的工作，然而，效率很低，99% 状况下不须要同步。
长处：第一次调用才初始化，防止内存节约。
毛病：必须加锁 synchronized 能力保障单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很要害（该办法应用不太频繁）。

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
    public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();  
    }  
        return instance;  
    }  
}

2.3、饿汉式

是否 Lazy 初始化： 否

是否多线程平安： 是

实现难度： 易

形容： 这种形式比拟罕用，但容易产生垃圾对象。
长处：没有加锁，执行效率会进步。
毛病：类加载时就初始化，节约内存。
它基于 classloader 机制防止了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，尽管导致类装载的起因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 办法，然而也不能确定有其余的形式（或者其余的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的成果。

public class Singleton {private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {return instance;}  
}

2.4、饿汉式 — 变种

其实和之前的一样，仅仅是将单例的创立挪到了动态块。

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;
    
    static {instance = new Singleton();
    }
    
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {return instance;}  
}

2.5、枚举式

JDK 版本：JDK1.5 起

是否 Lazy 初始化： 否

是否多线程平安： 是

实现难度： 易

形容： 这种实现形式还没有被宽泛采纳，但这是实现单例模式的最佳办法。它更简洁，主动反对序列化机制，相对避免屡次实例化。
这种形式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的形式，它不仅能防止多线程同步问题，而且还主动反对序列化机制，避免反序列化从新创立新的对象，相对避免屡次实例化。不过，因为 JDK1.5 之后才退出 enum 个性，用这种形式写未免让人感觉陌生，在理论工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用公有构造方法。

public enum Singleton {INSTANCE;}

2.6、双重校验锁式

JDK 版本：JDK1.5 起

是否 Lazy 初始化： 是

是否多线程平安： 是

实现难度： 较简单

形容： 这种形式采纳双锁机制，平安且在多线程状况下能放弃高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很要害。

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {if (singleton == null) {synchronized (Singleton.class) {if (singleton == null) {singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}

留神：

  1. volatile 的应用，为了避免裸露一个未初始化的不残缺单例实例；
  2. 双重判空校验，第一个判断防止了频繁的加锁，第二个判断能够拦住多余的创立实例的线程；
  3. 加锁，保障了线程平安（只有一个实例）

这种实现形式是经常出现在面试题中的，而且常常会要求手写。

2.7、动态外部类

是否 Lazy 初始化： 是

是否多线程平安： 是

实现难度： 个别

形容： 这种形式能达到双检锁形式一样的效用，但实现更简略。对动态域应用提早初始化，应应用这种形式而不是双检锁形式。这种形式只实用于动态域的状况，双检锁形式可在实例域须要提早初始化时应用。

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}  
}

三、总结

下面列举的 7 种设计模式中第 1 种线程不平安，能够排除在外，第 3、4 种其实是一种，这样下来其实能够简化为 5 种形式：懒汉、饿汉、动态外部类、枚举、双重校验锁。

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