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Java實(shí)現(xiàn)單例模式的五種方法介紹

更新時(shí)間：2023年01月31日 10:07:24 作者：Knight_AL

單例模式確保某個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，線程池、緩存、日志對(duì)象、對(duì)話框、打印機(jī)、顯卡的驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο蟪１辉O(shè)計(jì)成單例

餓漢式

立即加載

防止new對(duì)象，構(gòu)造私有，寫一個(gè)公共的方法返回對(duì)象

占用空間，線程安全

public class Singleton {
    /**
     * 私有構(gòu)造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("構(gòu)造函數(shù)Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

懶漢式

延遲加載

占用空間小，效率有問題，線程不安全

public class Singleton {
    /**
     * 私有構(gòu)造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("構(gòu)造函數(shù)Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = null;
    public static Singleton getInstance(){
        if (singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

解決線程安全問題

在方法上加synchronized同步鎖或是用同步代碼塊對(duì)類加同步鎖，此種方式雖然解決了多個(gè)實(shí)例對(duì)象問題，但是該方式運(yùn)行效率卻很低下，下一個(gè)線程想要獲取對(duì)象，就必須等待上一個(gè)線程釋放鎖之后，才可以繼續(xù)運(yùn)行。

鎖太大

public class Singleton {
    /**
     * 私有構(gòu)造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("構(gòu)造函數(shù)Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = null;
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

雙重檢查鎖

提高同步鎖的效率

使用雙重檢查鎖進(jìn)一步做了優(yōu)化，可以避免整個(gè)方法被鎖，只對(duì)需要鎖的代碼部分加鎖，可以提高執(zhí)行效率。

第一個(gè)if判斷

第一個(gè)線程進(jìn)來new了Singleton，那么singleton就有值，第二個(gè)線程進(jìn)來，那么進(jìn)行第一個(gè)if判斷，不為null，直接返回，不用再去new了，提升了效率

第二個(gè)if判斷

兩個(gè)線程同時(shí)進(jìn)來，在synchronized，第一個(gè)線程進(jìn)入，另一個(gè)線程等待，第一個(gè)線程new Singleton，然后返回，另一個(gè)線程發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)線程走了，進(jìn)入synchronized，如果不進(jìn)行if判斷，那么還會(huì)new Singleton，導(dǎo)致線程不安全

public class Singleton {
    /**
     * 私有構(gòu)造
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("構(gòu)造函數(shù)Singleton");
    }
    private static Singleton singleton = null;
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (singleton == null){  //這個(gè)檢查是提高效率的
            synchronized (Singleton.class){
                if (singleton == null){
                    singleton = new Singleton();   //這個(gè)檢查是防止線程安全的
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

靜態(tài)內(nèi)部類

這種方式引入了一個(gè)內(nèi)部靜態(tài)類（static class），靜態(tài)內(nèi)部類只有在調(diào)用時(shí)才會(huì)加載，它保證了Singleton 實(shí)例的延遲初始化，又保證了實(shí)例的唯一性。它把singleton 的實(shí)例化操作放到一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類中，在第一次調(diào)用getInstance() 方法時(shí)，JVM才會(huì)去加載InnerObject類，同時(shí)初始化singleton 實(shí)例，所以能讓getInstance() 方法線程安全。

特點(diǎn)是：即能延遲加載，也能保證線程安全。

靜態(tài)內(nèi)部類雖然保證了單例在多線程并發(fā)下的線程安全性，但是在遇到序列化對(duì)象時(shí)，默認(rèn)的方式運(yùn)行得到的結(jié)果就是多例的。

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

內(nèi)部枚舉類實(shí)現(xiàn)

防止反射和反序列化攻擊

實(shí)上，通過Java反射機(jī)制是能夠?qū)嵗瘶?gòu)造方法為private的類的。這也就是我們現(xiàn)在需要引入的枚舉單例模式。

public class SingletonFactory {
    /**
     * 私有構(gòu)造
     */
    private enum EnumSingleton{
        SINGLETON;
        private Singleton6 singleton;
        //枚舉類的構(gòu)造方法在類加載是被實(shí)例化
        private EnumSingleton(){
            singleton = new Singleton6();
        }
        public Singleton6 getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
    public static Singleton6 getInstance(){
        return EnumSingleton.SINGLETON.getInstance();
    }
}
class Singleton6{
    public Singleton6(){
    }
}

到此這篇關(guān)于Java實(shí)現(xiàn)單例模式的五種方法介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java單例模式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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