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java設(shè)計模式-單例模式實(shí)現(xiàn)方法詳解

更新時間：2021年07月19日 16:41:22 作者：吾仄lo咚鏘

單例模式，屬于創(chuàng)建類型的一種常用的軟件設(shè)計模式。通過單例模式的方法創(chuàng)建的類在當(dāng)前進(jìn)程中只有一個實(shí)例（根據(jù)需要，也有可能一個線程中屬于單例

單例模式，屬于創(chuàng)建類型的一種常用的軟件設(shè)計模式。通過單例模式的方法創(chuàng)建的類在當(dāng)前進(jìn)程中只有一個實(shí)例（根據(jù)需要，也有可能一個線程中屬于單例，如：僅線程上下文內(nèi)使用同一個實(shí)例）。就是采取一定的方法保證在整個的軟件系統(tǒng)中，對某個類只能存在一個對象實(shí)例，并且該類只提供一個取得其對象實(shí)例的方法(靜態(tài)方法)。

就是類在內(nèi)存中只能存在一個實(shí)例對象

餓漢式

所謂餓漢式，就是直接創(chuàng)建出類的實(shí)例化，然后用private私有化，對外只用靜態(tài)方法暴露。

靜態(tài)變量

步驟

構(gòu)造器私有化
類的內(nèi)部創(chuàng)建對象
向外暴露一個靜態(tài)的公共方法

優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
寫法簡單，在類裝載的時完成實(shí)例化，避免了線程同步問題	類裝載時完成實(shí)例化，沒有達(dá)到LazyLoading的效果，若該實(shí)例從未使用，則會造成內(nèi)存浪費(fèi)

class Singleton {
	//私有化構(gòu)造器
	private Singleton() {	
	}
	//內(nèi)部創(chuàng)建對象實(shí)例
	private final static Singleton instance = new Singleton();
	//對外公有的靜態(tài)方法
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

靜態(tài)代碼塊

將類的實(shí)例化放到靜態(tài)代碼塊中的寫法，基本同上。

class Singleton {  //靜態(tài)代碼塊
	//私有化構(gòu)造器
	private Singleton() {}
	//內(nèi)部創(chuàng)建對象實(shí)例
	private  static Singleton instance;
	static { // 在靜態(tài)代碼塊中，創(chuàng)建單例對象
		instance = new Singleton();
	}
	//對外公有的靜態(tài)方法
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

測試代碼（后面都可使用這個測試代碼，不在贅述運(yùn)行截圖，可以自己試試）：

public static void main(String[] args) {
		Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
		Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
		System.out.println(instance1 == instance2);
		System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
		System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
	}

在這里插入圖片描述

懶漢式

所謂懶漢式，就是在需要調(diào)用的時候再創(chuàng)建類的實(shí)例化。

線程不安全

起到了懶加載效果，但是只能在單線程使用，多線程會不安全，因?yàn)楫?dāng)多個線程并發(fā)同時判斷instance為空時，就會相應(yīng)的實(shí)例化多個對象。

class Singleton { //線程不安全
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {  //調(diào)用時才實(shí)例化對象，懶漢式
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

線程安全

上面線程不安全，那上鎖不就好了，使用synchronized關(guān)鍵字。

這樣雖然解決了線程安全，但其實(shí)實(shí)例化操作只做一次，而獲取實(shí)例(即getInstance)的操作是很多次的，把調(diào)用的方法加上同步，會大大降低效率。

class Singleton { //線程安全
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    //synchronized同步處理
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

雙重檢查

上面代碼效率低，那在同步前判斷一下有沒有實(shí)例化不就好了，若沒有實(shí)例化則用同步方法new一個，否則直接return即可。即所謂的雙重檢查。

需要用到關(guān)鍵字volatile，防止指令重排。如果不用volatile關(guān)鍵字，就會和線程不安全情形一樣，在if判斷那會有并發(fā)。

class Singleton { //雙重檢查
	private static volatile Singleton instance;
	private Singleton() {}
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) { //判斷是否實(shí)例化
			synchronized (Singleton.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return instance; //否則直接return
	}
}

這樣既實(shí)現(xiàn)了懶加載，又保證了線程安全。

靜態(tài)內(nèi)部類

靜態(tài)內(nèi)部類在外部類裝載時不會實(shí)例化，當(dāng)調(diào)用的時候才會裝載并實(shí)例化，且JVM保證了其裝載時的線程安全性。也能保證懶加載和線程安全，有點(diǎn)像自帶版的雙重檢查。

class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	private Singleton() {}
	//靜態(tài)內(nèi)部類,包含一個靜態(tài)屬性：Singleton
	private static class SingletonInstance {
		private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
	}
	//對外公有的靜態(tài)方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		return SingletonInstance.INSTANCE;
	}
}

枚舉

其實(shí)，使用枚舉也能實(shí)現(xiàn)單例模式，不僅能避免多線程同步問題，也能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對象。

enum Singleton {
	INSTANCE; //屬性
	public void say() {
		System.out.println("記得三連~");
	}
}

對應(yīng)測試：

public static void main(String[] args) {
		Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
		Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
		System.out.println(instance1 == instance2);
		System.out.println(instance1.hashCode());
		System.out.println(instance2.hashCode());
		instance1.say();
	}

在這里插入圖片描述