单例模式的几种写法

单例的几种写法

饿汉模式(静态常量、静态代码块)(可以用)


public class RetrofitUtils {

    private RetrofitUtils() {

    }

    private final static RetrofitUtils INSTANCE = new RetrofitUtils();

    public RetrofitUtils getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

}


public class RetrofitUtils {

    private RetrofitUtils() {

    }

   private static RetrofitUtils INSTANCE;
    static {
         INSTANCE = new RetrofitUtils();
    }


    public static RetrofitUtils getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

}

  • 优点:在类装载的时候就完成实例化。保证只有一个线程中进行实例化。
  • 缺点:类装载时候实例化,没有延迟加载,有可能使用实例,造成浪费。

懒汉式1(不可用)

public class RetrofitUtils {

    private RetrofitUtils() {

    }

    private static RetrofitUtils retrofitUtils;

    public static RetrofitUtils getInstance() {

        if(retrofitUtils == null) {

            retrofitUtils = new RetrofitUtils();
        }
        return retrofitUtils;
    }

}


  • 优点:获取对象时候可以延迟加载
  • 缺点:但是只适合单线程中,多线程中会产生多个实

懒汉式2(不推荐使用)

public class RetrofitUtils {

    private RetrofitUtils() {

    }

    private static RetrofitUtils retrofitUtils;

    public static synchronized RetrofitUtils getInstance() {

        if(retrofitUtils == null) {

            retrofitUtils = new RetrofitUtils();
        }
        return retrofitUtils;
    }

}


  • 优点:加一个synchronized同步方法, 解决了多线程问题
  • 缺点:同步效率低

懒汉式2(不可使用)

public class RetrofitUtils {

    private RetrofitUtils() {

    }

    private static RetrofitUtils retrofitUtils;

    public static RetrofitUtils getInstance() {

        if(retrofitUtils == null) {
            synchronized (RetrofitUtils.class){
                retrofitUtils = new RetrofitUtils();
            }
        }
        return retrofitUtils;
    }

    }
  • 优点:去掉了同步方法,加再了同步创建实例上面,
  • 缺点:不能避免多线程问题

双重检查,DCL,记得加volatile(推荐使用)


public class RetrofitUtils {

    private volatile static RetrofitUtils retrofitUtils;

    private RetrofitUtils(){

    }

    public  static RetrofitUtils getInstance(){
        if(retrofitUtils==null){
            synchronized (RetrofitUtils.class){
                  if(retrofitUtils==null){
                    retrofitUtils = new RetrofitUtils();
                   }
            }
        }
        return retrofitUtils;
    }

  • 优点:线程安全,延迟加载,效率高

静态内部类(推荐使用)


public class RetrofitUtils {

    private RetrofitUtils() {

    }
    
    private static class SinglieInstance {
        private static final RetrofitUtils INSTANCE = new RetrofitUtils();

    }

    public static RetrofitUtils getInstance() {
        return SinglieInstance.INSTANCE;
    }

}

  • 优点:线程安全,延迟加载,效率高

推荐单例分析

DCL 实现单例:

public class Singleton{
    private static Singleton instance = null;
    private int value = 0;
    private Singleton(){
        value = 1024;
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if (instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
    }
}

问题:

关键在于
instance = new Singleton()
这行代码最终会编译成多条汇编指令,它大致做了3件事:

  1. 给Singleton 的实例分配内存。
  2. 调用Singleton() 的构造函数,并初始化成员字段。
  3. 将sInstance 对象指向分配的内存空间。(注意此时的instance != null)

但是,由于Java编译器允许处理器乱序执行,以及JDK 1.5 之前JMM (Java Memory Model,即Java内存模型)中Cache、寄存器到主内存会写顺序的规定,上面 2,3的顺序是无法保证的。也就是说会出现1-2-3或者是1-3-2,如果是后者,那么会出现以下情况:在A线程中调用了 getInstance() ,此时 instance = null,会进入1-3,注意此时instance != null ,但是instance只是指向了一块内存地址,这个地址并没有对应给Singleton实例,或者说此时Singleton的构造函数并没有调用。然后此时B线程也调用了getInstance(),instance != null,则直接返回instance(value = 0),抛出异常。

当然上述的异常很少见,毕竟是处理器的问题,从JDK1.5之后SUN的官方已经注意到上述问题,调整了JVM,具体化了volatile关键字,因此如果JDK是1.5版本,只需要将上述代码改成:

public class Singleton{
    private volatile static Singleton instance = null;
    ....
}

Java并发编程:volatile关键字解析 作者:Matrix海 子
即仅当A线程赋值完instance(1-2-3或1-3-2)后,B线程才会去调用主内存的instance,此时instance != null 且 value = 1024;

这样的话,保证了instance每次都是从主内存中读取,就可以避免上述的问题。当然volatile或多或少也会影响性能。

静态内部类单例模式【推荐】

在《Java并发编程实践》推荐使用如下代码:

public class Singleton{
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
         return SingletonHolder.instance;
    }

    private static class SingletonHolder{
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }

第一次加载Singleton类的时候并不会初始化instance,只有第一次调用Singleton的getInstance() 才会导致instance初始化。因此,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载SingletonHolder类,这种方式不仅能够保证线程安全,也能保证单例对象的唯一性,同事也延迟了单例的实例化。

参考《Android源码设计与实例》

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