【Java】单例模式的几种写法

应用最广的模式——单例模式

一、单例模式的定义和关键点

  • 定义
    确保一个类只有一个实例对象,而且自行实例化向整个系统提供这个实例。
  • 实现关键点
    私有的构造器,不能对外开放;
    通过静态方法或者枚举返回一个单例类对象;
    确保单例类对象有且仅有一个,尤其是在多线程环境下;
    确保单例类对象在反序列化是不会重新构建对象;

二、UML类图和应用场景

  • 应用场景

    许多时候整个系统只需要一个全局对象,方便我们协调整个系统的行为。比如我们经用用于IO、数据库、Log管理等工具类,都可以考虑使用单例模式,这样避免产生多个对象耗费系统资源。


    图2-1

三、单例模式的几种写法

① 饿汉单例

public class Hungry{
    //饿汉单例
    private static Hungry instance = new Hungry();
    private Hungry() {
    }
    public static synchronized Hungry getInstance() {
        return instance;
    }
}

⚠注:该方式每次调用getInstance()都需要进行同步,造成不必要的开销,所以不推荐使用

② 懒汉单例

public class Idler{
    //懒汉单例
    private static Idler instace;
    private Idler() {
    }
    public static synchronized Idler getInstance() {
        if(instace == null) {
            instace = new Idler();
        }
        return instace;
    }
}

⚠注:情况跟饿汉单例差不多,同样不推荐使用。

③ DCL单例(双重检查)

public class DCL{
    //Jdk5之后加入volatitle保证每次都从主内存取出
    private static volatile DCL sInstance = null;
    private DCL() {
    }
    public static DCL getInstance() {
        if(sInstance == null ) {
            //既要检查是否为空对象
            //又要检查是否线程安全
            synchronized(DCL.class) {
                if(sInstance == null ) {
                    sInstance = new DCL();
                }
            }
        }
        return sInstance;
    }
}

⚠注:该方式在JDK5之前存在DCL失效问题,怎么失效呢?一般我们认为编译器会按以下顺序编译🤔

  1. 给DCL的实例分配内存
  2. 调用DCL的构造器,初始化成员变量
  3. 将sInstance引用指向分配的内存空间(此时sInstance不为null)
    也就是说2和3 的无法保证顺序执行,它可能会执行 1->3->2, 这样的话 线程A已经执行过了3,但未执行2,就切换到线程B,再使用sInstance 就会出错。
    总体来说 JDK5之后,SUN修复这个问题,只需将sInstance加入volatile就可以保证每次从主内存读取,这样或多或少会影响到一些性能,所以该方式在高并发的环境下(高于JDK5版本)一般能满足需求。

④ 静态内部单例

public class StaticInner{
     //静态内部类单例
    private StaticInner() {
    }
    private static class  StaticInnerHolder{
        private static final StaticInner inner = new StaticInner();
    }
    public static StaticInner getInstance() {
        return StaticInnerHolder.inner;
    }
}

⚠注:该方式只有在第一次调用getInstance()方法才会使虚拟机加载StaticInnerHolder类,这样不仅能保证线程安全,还能保证单例对象的唯一性, 所以推荐使用

⑤ 枚举单例

//枚举单例
public enum SingletonEum{
    INSTANCE;
    public void doSomething() {
        //各种方法实现
    }
}

⚠注:这种方式的特点就是简单,重要的是默认枚举类型的创建是线程安全的,所以《Effective Java》的作者认为“单元素的枚举类型已经成为单例模式的最佳方法”,但是枚举类型在Android的使用也是比较占用内存的(一次面试官提到)还需要谨慎使用,我是一脸懵逼的 😂

[2019-8-17]关于枚举占用Android 内存问题讨论:https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/android-enum-memory-usage/

以上几种实现方式,为了防止反序化时重新创建对象的情况,还需进一步处理,加入readResolve函数。例如:

public class Hungry implements Serializable{
 //饿汉单例 
 .........
  private Object readResolve() throw ObjectStreamException{
      return instance;
  }
}

四、总结

实现方式 优缺点 说点什么
饿汉&懒汉单例 只有使用的才会被实例化,但是需要同步开销 不推荐
DCL单例 一定程度上解决资源消耗、多余同步线程安全问题,但是因为JDK5之前的失效问题需要volatile的加入,影响些性能; 看着办吧
静态内部类单例 能保证线程安全,又能保证单例对象唯一性 推荐使用
枚举单例 简单方便、线程安全,但Android枚举类型占用内存的忧虑 考虑一下

💗仅学习记录,勉励成长;

参考文献:
[1]何红辉·关爱民.Android设计模式与实站[J].第二版,2017:25-29.
[2]Joshua Bloch·杨春花.俞黎敏.Effective Java中文版第2版[J].第二版,2017:15.

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,240评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,328评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,182评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,121评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,135评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,093评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,013评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,854评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,295评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,513评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,678评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,398评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,989评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,636评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,801评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,657评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,558评论 2 352