【设计模式】 - 详解单例模式的多种实现方式

单例模式

 

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于建立型模式，它提供了一种建立对象的最佳方式。

 

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责建立本身的对象，同时确保只有单个对象被建立。这个类提供了一种访问其惟一的对象的方式，能够直接访问，不须要实例化该类的对象。

注意：

• 一、单例类只能有一个实例。
• 二、单例类必须本身建立本身的惟一实例。
• 三、单例类必须给全部其余对象提供这一实例。

 

一、懒汉式、线程不安全

 

/**
 * 这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。由于没有加锁 synchronized，因此严格意义上它并不算单例模式。
 * 这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工做
 */
public class Singleton {  
    private static Singleton instance; 
    //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化 
    private Singleton (){}  
  
    public static Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}

 

二、懒汉式、线程安全

/**
 * 这种方式具有很好的 lazy loading，可以在多线程中很好的工做，可是，效率很低，99% 状况下不须要同步。
 * 优势：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
 * 缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
 */
public class Singleton {  
    private static Singleton instance; 
    //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化 
    private Singleton (){}  
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}

三、饿汉式

/**
 * 这种方式比较经常使用，但容易产生垃圾对象。
 * 优势：没有加锁，执行效率会提升。
 * 缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
 */
public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton(); 
    //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化 
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}

四、双检锁/双重校验锁

/**
 * 这种方式采用双锁机制，安全且在多线程状况下能保持高性能。
 */
public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  
        synchronized (Singleton.class) {  
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}

五、枚举

/**
 * 这种实现方式尚未被普遍采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止屡次实例化。
 * 这种方式是 Effective Java 做者 Josh Bloch 提倡的方式，它不只能避免多线程同步问题，并且还自动支持序列化机制，防止反序列化从新建立新的
 * 对象，绝对防止屡次实例化。
 */
public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

经验之谈：通常状况下，不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式，建议使用第 3 种饿汉方式。若是涉及到反序列化建立对象时，能够尝试使用第 5 种枚举方式。若是有其余特殊的需求，能够考虑使用第 4 种双检锁方式。

参考来源：菜鸟教程_单例模式