Java的单例模式


单例模式是设计模式中最常见也最简单的一种设计模式,保证了在程序中只有一个实例存在并且能全局的访问到。这也就是Java单例模式的独特所在。

用处
  • 单例模式(Singleton):保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点
使用的地方
  • 应用中某个对象需要不断的去访问
  • 每次实例化的时候需要占用很大的内存空间
  • 应用中每次启动都只会存在一个实例,比如说一个软件的账号,一次只能登陆一个。
  • ...

经典的使用方式

  1. 懒汉式
    这是单例模式第一种方式,如下:
public class Singleton {  
  
    /* 持有私有静态实例,防止被引用,此处赋值为null,目的是实现延迟加载 */  
    private static Singleton instance = null;  
  
    /* 私有构造方法,防止被实例化 */  
    private Singleton() {  
    }  
  
    /* 1:懒汉式,静态工程方法,创建实例 */  
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
    }  
}  

优点:延迟加载(需要的时候才去加载)
缺点: 线程不安全,在多线程中很容易出现不同步的情况,如在数据库对象进行的频繁读写操作时。

2.加入同步锁
既然线程不安全,那就加上同步锁,一种加法如下:

/*2.懒汉式变种,解决线程安全问题**/  
 public static synchronized Singleton getInstance() {  
     if (instance == null) {  
         instance = new Singleton();  
     }  
     return instance;  
 }  

当然,还会有深一步的写法:

/*加上synchronized,但是每次调用实例时都会加载**/  
 public static Singleton getInstance() {  
     synchronized (Singleton.class) {  
         if (instance == null) {  
             instance = new Singleton();  
         }  
     }  
     return instance;  
 }  

调用:

Singleton.getInstance().method();  

优点:解决了线程不安全的问题。
缺点:效率有点低,每次调用实例都要判断同步锁
3.双重检验锁
要优化 2中因为每次调用实例都要判断同步锁的问题,很多人都使用下面的一种双重判断校验的办法

/*3.双重锁定:只在第一次初始化的时候加上同步锁*/  
  public static Singleton getInstance() {  
      if (instance == null) {  
          synchronized (Singleton.class) {  
              if (instance == null) {  
                  instance = new Singleton();  
              }  
          }  
      }  
      return instance;  
  }  

这种方法貌似很完美的解决了上述效率的问题,它或许在并发量不多,安全性不太高的情况能完美运行,但是,这种方法也有不幸的地方。问题就是出现在这句

instance = new Singleton();  

这样就可能会导致当instance实际上还没初始化,就被分配了内存空间,也就是说会出现 instance !=null 但是又没初始化的情况,这样就会导致返回的 instance 不完整
调用:

Singleton.getInstance().method();  

优点:在并发量不多,安全性不高的情况下或许能很完美运行单例模式
缺点:不同平台编译过程中可能会存在严重安全隐患。

4.内部类的实现
内部类是一种好的实现方式,可以推荐使用一下:

public class SingletonInner {  
  
    /** 
     * 内部类实现单例模式 
     * 延迟加载,减少内存开销 
     *  
     * @author xuzhaohu 
     *  
     */  
    private static class SingletonHolder {  
        private static SingletonInner instance = new SingletonInner();  
    }  
  
    /** 
     * 私有的构造函数 
     */  
    private SingletonInner() {  
  
    }  
  
    public static SingletonInner getInstance() {  
        return SingletonHolder.instance;  
    }  
  
    protected void method() {  
        System.out.println("SingletonInner");  
    }  
}  

调用:

SingletonInner.getInstance().method();  

优点:延迟加载,线程安全(java中class加载时互斥的),也减少了内存消耗
确定:暂时没有想到~~~

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