Java實現(xiàn)線程安全單例模式的五種方式的示例代碼

更新時間：2022年03月29日 10:31:54 作者：gonghr

這篇文章主要介紹了Java中實現(xiàn)線程安全單例模式的五種方式：餓漢式、枚舉單例、懶漢式、DCL懶漢式和靜態(tài)內(nèi)部類懶漢單例，感興趣的可以了解一下

餓漢式

餓漢式：類加載就會導致該單實例對象被創(chuàng)建

// 問題1：為什么加 final
// 問題2：如果實現(xiàn)了序列化接口, 還要做什么來防止反序列化破壞單例
public final class Singleton_hungry implements Serializable {

    // 問題3：為什么設置為私有? 是否能防止反射創(chuàng)建新的實例?
    private Singleton_hungry(){}

    // 問題4：這樣初始化是否能保證單例對象創(chuàng)建時的線程安全?
    private static Singleton_hungry INSTANCE = new Singleton_hungry();

    // 問題5：為什么提供靜態(tài)方法而不是直接將 INSTANCE 設置為 public, 說出你知道的理由
    public static Singleton_hungry getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
    public Object readResolve(){  // 防止反射創(chuàng)建新的實例?
        return INSTANCE;
    }
}

問題1：避免子類覆蓋父類的一些方法，導致線程不安全。
問題2：實現(xiàn) readResolve 方法。當從對象流 ObjectInputStream 中讀取對象時，會檢查對象的類否定義了 readResolve 方法。如果定義了，則調(diào)用它返回我們想指定的對象（這里就指定了返回單例對象）。
問題3：防止通過 new 創(chuàng)建對象實例。不能防止反射創(chuàng)建新的實例。
問題4：可以。靜態(tài)變量初始化在類加載時進行，由 jvm 進行管理，可以保證線程安全。
問題5：通過方法，可以提高拓展性，改進餓漢式轉(zhuǎn)化為懶漢式、利用泛型特性、增加對單例對象的控制操作。

枚舉單例

enum Singleton { 
   INSTANCE; 
}

問題1：枚舉單例是如何限制實例個數(shù)的

單例相當于枚舉的靜態(tài)成員變量，定義幾個就有幾個實例。

問題2：枚舉單例在創(chuàng)建時是否有并發(fā)問題

單例相當于枚舉的靜態(tài)成員變量，類加載時初始化，由 jvm 進行管理，可以保證線程安全。

問題3：枚舉單例能否被反射破壞單例

不能

問題4：枚舉單例能否被反序列化破壞單例

枚舉實現(xiàn)了 Serializable 接口，可序列化，但不會被反序列破壞單例。

問題5：枚舉單例屬于懶漢式還是餓漢式

餓漢式

問題6：枚舉單例如果希望加入一些單例創(chuàng)建時的初始化邏輯該如何做

枚舉允許構(gòu)造方法

懶漢式

public final class Singleton_lazy {
    private Singleton_lazy(){}
    private static Singleton_lazy INSTANCE = null;
    // 缺點
    public static synchronized Singleton_lazy getInstance() {
        if(INSTANCE != null) {
            return INSTANCE;
        }
        INSTANCE = new Singleton_lazy();
        return INSTANCE;
    }
}

synchronized 保證線程安全，但鎖粒度較大，性能低。

DCL 懶漢式

public final class Singleton_DCL {

    private Singleton_DCL() {}

    // 問題1：解釋為什么要加 volatile ?
    private static volatile Singleton_DCL INSTANCE= null;

    // 問題2：對比實現(xiàn)3, 說出這樣做的意義
    public static Singleton_DCL getInstance() {
        if(INSTANCE != null) {
            return INSTANCE;
        }
        synchronized (Singleton_DCL.class) {
          
            // 問題3：為什么還要在這里加為空判斷, 之前不是判斷過了嗎
            if(INSTANCE != null) {
                return INSTANCE;
            }
            INSTANCE = new Singleton_DCL();
            return INSTANCE;
        }
    }
}

問題1：避免指令重排序，導致賦值語句先于構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行，得到一個未初始化完畢的對象。

問題2、3：Double Check Lock 機制。同步代碼塊外部的判斷語句主要用于 INSTANCE 初始化并賦值之后，此時 INSTANCE != null，如果有多個線程嘗試獲取單例，可以提前返回，不用執(zhí)行同步代碼塊。而同步代碼塊內(nèi)部的判斷主要用于第一次初始化時，INSTANCE = null，此時可以有多個線程嘗試獲取 INSTANCE，只能有一個線程進入同步代碼塊，其他線程在同步代碼塊外阻塞，該線程創(chuàng)建一個單例對象之后，喚醒其他線程，再進入同步代碼塊，發(fā)現(xiàn) INSTANCE != null，則直接返回，不用重新創(chuàng)建單例對象，提高了效率。

靜態(tài)內(nèi)部類懶漢單例

public final class Singleton_LazyHolder {
    private Singleton_LazyHolder(){}

    // 問題1：屬于懶漢式還是餓漢式
    private static class LazyHolder{
        static final Singleton_LazyHolder INSTANCE = new Singleton_LazyHolder();
    }

    // 問題2：在創(chuàng)建時是否有并發(fā)問題
    public static Singleton_LazyHolder getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }
}

問題1：懶漢式。靜態(tài)內(nèi)部類只有在被方法調(diào)用的時候才進行初始化，類加載。

問題2：無，類加載由 jvm 進行，線程安全。

到此這篇關于Java實現(xiàn)線程安全單例模式的五種方式的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關Java單例模式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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