Java实现单例模式的五种方法介绍

时间:2023-02-03 Knight_AL 人气:0

饿汉式

立即加载

防止new对象，构造私有，写一个公共的方法返回对象

占用空间，线程安全

public class Singleton {
    /**
     * 私有构造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("构造函数Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

懒汉式

延迟加载

占用空间小，效率有问题，线程不安全

public class Singleton {
    /**
     * 私有构造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("构造函数Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = null;
    public static Singleton getInstance(){
        if (singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

解决线程安全问题

在方法上加synchronized同步锁或是用同步代码块对类加同步锁，此种方式虽然解决了多个实例对象问题，但是该方式运行效率却很低下，下一个线程想要获取对象，就必须等待上一个线程释放锁之后，才可以继续运行。

锁太大

public class Singleton {
    /**
     * 私有构造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("构造函数Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = null;
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

双重检查锁

提高同步锁的效率

使用双重检查锁进一步做了优化，可以避免整个方法被锁，只对需要锁的代码部分加锁，可以提高执行效率。

第一个if判断

第一个线程进来new了Singleton，那么singleton就有值，第二个线程进来，那么进行第一个if判断，不为null，直接返回，不用再去new了，提升了效率

第二个if判断

两个线程同时进来，在synchronized，第一个线程进入，另一个线程等待，第一个线程new Singleton，然后返回，另一个线程发现了第一个线程走了，进入synchronized，如果不进行if判断，那么还会new Singleton，导致线程不安全

public class Singleton {
    /**
     * 私有构造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("构造函数Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = null;
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (singleton == null){  //这个检查是提高效率的
            synchronized (Singleton.class){
                if (singleton == null){
                    singleton = new Singleton();   //这个检查是防止线程安全的
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

静态内部类

这种方式引入了一个内部静态类（static class），静态内部类只有在调用时才会加载，它保证了Singleton 实例的延迟初始化，又保证了实例的唯一性。它把singleton 的实例化操作放到一个静态内部类中，在第一次调用getInstance() 方法时，JVM才会去加载InnerObject类，同时初始化singleton 实例，所以能让getInstance() 方法线程安全。

特点是：即能延迟加载，也能保证线程安全。

静态内部类虽然保证了单例在多线程并发下的线程安全性，但是在遇到序列化对象时，默认的方式运行得到的结果就是多例的。

public class Singleton {
    /**
     * 私有构造
     */
    private Singleton(){
    }
    private static class InnerObject{
        private static Singleton singleton = new Singleton();
    }
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        return InnerObject.singleton;
    }
}

内部枚举类实现

防止反射和反序列化攻击

实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的。这也就是我们现在需要引入的枚举单例模式。

public class SingletonFactory {
    /**
     * 私有构造
     */
    private enum EnumSingleton{
        SINGLETON;
        private Singleton6 singleton;
        //枚举类的构造方法在类加载是被实例化
        private EnumSingleton(){
            singleton = new Singleton6();
        }
        public Singleton6 getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
    public static Singleton6 getInstance(){
        return EnumSingleton.SINGLETON.getInstance();
    }
}
class Singleton6{
    public Singleton6(){
    }
}

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