单例模式
showMeTheCodes 人气:2这篇文章中我会用8种写法来对单例模式进行优化，以达到最完美的效果
但是说实话在平常我们进行代码编写的时候用不着那么完美
单例模式
什么是单例模式？
简单的说就是只能new出来一个实例
第一种写法
饿汉式：
优点：简单实用
缺点：不论该对象是否会被用到，都提前将对象实例化
1.首先我们创建出一个静态的不可更改的变量Instance
2.我们将该类的构造方法的权限设置为private，防止其他类new对象
3.设置该对象的get方法
1 /**
2 * 饿汉式
3 * 类加载到内存后，就实例化一个单例，JVM保证线程安全
4 * (JVM保证每一个class只会露到内存一次，那么static变量在class露到内存之后马上进行初始化，所以static变量也保证初始化这一次)
5 * 简单实用，推荐使用
6 * 唯一缺点：不管用到与否，类加载时就完成实例化
7 */
8 public class Mgr01 {
9 private static final Mgr01 Instance = new Mgr01();
10
11 private Mgr01(){}
12
13 public static Mgr01 getInstance(){return Instance;}
14
15 public static void main(String[] args) {
16 /**
17 * 调用静态方法常用的两种方式
18 * 1.new对象调用静态方法
19 * 2.类名打点调用静态方法
20 * 这里构造方法设为私有访问控制符，不能new对象
21 */
22 Mgr01 m1 = Mgr01.getInstance();
23 Mgr01 m2 = Mgr01.getInstance();
24 System.out.println(m1 == m2);
25 }
26 }
第二种写法
第二种写法与第一种写法几乎没有区别，只是使用了静态代码块进行对象的初始化
但是该写法仍然没有解决类加载时初始化的问题
1 /**
2 * 与Mgr01意思相同
3 */
4 public class Mgr02 {
5 //这里加上final没有初始化，但是在下面必须加static静态代码块进行初始化
6 private static final Mgr02 Instance;
7
8 static{
9 Instance = new Mgr02();
10 }
11
12 private Mgr02(){}
13
14 public static Mgr02 getInstance(){return Instance;}
15
16 public static void main(String[] args) {
17 Mgr02 m1 = Mgr02.getInstance();
18 Mgr02 m2 = Mgr02.getInstance();
19 System.out.println(m1 == m2);
20 }
21 }
第三种写法
懒汉式：
优点：在需要的时候进行对象初始化，解决了以上两种写法的缺点
缺点：带来了线程不安全的问题
在进行判断是否存在Instance实例时，我们假设有现后两个线程，一号线程刚判断完发现没有实例，正准备进行new时，二号线程突然进入，判断结果同样为没有Instance实例，这时就会有两个线程先后执行new操作
1 /**
2 * 懒汉式
3 * 达到了按需初始化的目的，但是带来了线程不安全的问题
4 */
5 public class Mgr03 {
6 //这里不能加final，因为加上final就必须进行初始化new对象
7 private static Mgr03 Instance;
8
9 private Mgr03(){}
10
11 public static Mgr03 getInstance(){
12 if (Instance == null){
13 //多线程同时打入的时候容易在这里产生误差
14 Instance = new Mgr03();
15 }
16 return Instance;
17 }
18
19 public static void main(String[] args) {
20 Mgr03 m1 = Mgr03.getInstance();
21 Mgr03 m2 = Mgr03.getInstance();
22 System.out.println(m1 == m2);
23 }
24 }
第四种写法
在getInstance方法上加锁来保证线程安全，但是如果每个线程在执行getInstance时都进行加锁操作，那么就会降低程序执行效率
1 /**
2 * 增加了线程的安全性，但是降低了程序执行效率
3 */
4 public class Mgr04 {
5 private static Mgr04 Instance;
6
7 private Mgr04(){}
8
9 public static synchronized Mgr04 getInstance(){
10 if (Instance == null){
11 Instance = new Mgr04();
12 }
13 return Instance;
14 }
15 public static void main(String[] args) {
16 Mgr04 m1 = Mgr04.getInstance();
17 Mgr04 m2 = Mgr04.getInstance();
18 System.out.println(m1 == m2);
19 }
20 }
第五种写法
试图通过同步代码块的方式在保证线程安全的前提下提高效率
同步代码块只加在需要new实例的时候
这样虽然提高了程序执行效率，但是显然是不能保证线程安全的
假设有两个线程：线程一在if条件判断结束后发现没有实例，正在往下执行但是还没有进入同步代码块时，线程二进入也同样判断没有实例，线程二比线程一提前拿到锁new出来实例后释放锁，等到线程二释放锁之后线程一又执行方法new出来实例。这样就导致了线程的不安全性
1 public class Mgr05 {
2 private static Mgr05 Instance;
3
4 private Mgr05(){}
5
6 public static Mgr05 getInstance(){
7 if (Instance == null){
8 /**
9 * 试图通过同步代码块的方式提高效率
10 * 但是这里又很容易造成线程不安全问题
11 */
12 synchronized (Mgr05.class){
13 Instance = new Mgr05();
14 }
15 }
16 return Instance;
17 }
18 public static void main(String[] args) {
19 Mgr05 m1 = Mgr05.getInstance();
20 Mgr05 m2 = Mgr05.getInstance();
21 System.out.println(m1 == m2);
22 }
23 }
第六种写法(比较完美的写法之一)
双重if判断来保证只有一个实例对象
这样即不会出现线程不安全问题，又保证了不会随着类加载而创建出来实例
1 public class Mgr06 {
2 //加volatile主要是为了防止指令重排
3 private static volatile Mgr06 Instance;
4
5 private Mgr06(){}
6
7 public static Mgr06 getInstance(){
8 //第一个进入方法的线程进行Instance实例是否存在的判断
9 if (Instance == null){
10 //同步代码块进行加锁
11 synchronized (Mgr06.class){
12 //双重锁机制进行判断Instance对象是否被实例
13 if (Instance == null){
14 Instance = new Mgr06();
15 }
16 }
17 }
18 return Instance;
19 }
20 public static void main(String[] args) {
21 Mgr06 m1 = Mgr06.getInstance();
22 Mgr06 m2 = Mgr06.getInstance();
23 System.out.println(m1 == m2);
24 }
25 }
第七种写法(比较完美的写法之一)
使用静态内部类来保证只有一个实例
静态内部类在加载类的时候是不会被加载的，而getInstance方法在执行返回Instance实例调用静态内部类时，静态内部类才会被加载，保证了在使用时才会创建实例
JVM只会加载一次类，同样也只会加载一次静态内部类，这样就保证了线程安全，只会产生一个实例对象
1 /**
2 * 使用静态内部类保证单例，同时也保证线程安全
3 * 线程安全是用过JVM机制来保证的
4 * JVM只会加载一次Mgr07这个类，只会加载一次Mgr07Holder这个内部类
5 * 这也就保证了只会生成一个Instance实例
6 */
7 public class Mgr07 {
8 private Mgr07(){}
9
10 /**
11 * 使用静态内部类进行实现
12 * 当Mgr07这个类被加载时，里面的内部类是不会被加载的，保证了类加载时不完成实例化
13 * 当调用getInstance方法时内部类才会加载，也保证了只有一个实例
14 */
15 private static class Mgr07Holder{
16 private static final Mgr07 Instance = new Mgr07();
17 }
18
19 public static Mgr07 getInstance(){
20 return Mgr07Holder.Instance;
21 }
22
23 public static void main(String[] args) {
24 Mgr07 m1 = Mgr07.getInstance();
25 Mgr07 m2 = Mgr07.getInstance();
26 System.out.println(m1 == m2);
27 }
28 }
第八种写法(最完美的写法)
枚举单例模式，枚举类中没有构造方法，保证了仅仅实例化一个对象
只有在调用Instance实例的时候才会创建实例，保证了在使用时才会创建实例
1 /**
2 * 枚举单例模式：通过枚举进行单例模式的实例创建
3 * 原因：枚举类中没有构造方法
4 * 不仅可以解决线程同步，还可以防止反序列化
5 */
6 public enum Mgr08 {
7
8 Instance;
9
10 public static void main(String[] args) {
11 Mgr08 m1 = Mgr08.Instance;
12 Mgr08 m2 = Mgr08.Instance;
13 System.out.println(m1 == m2);
14 }
15 }
总结
单例模式在现在编写代码时使用较少，spring帮我们保证了仅仅初始化一个实例对象，但是我们也应该理解单例模式的实现原理
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