单例设计模式

单例设计模式是用的最多的设计模式,也是最简单的一中设计模式。下面来介绍下几种实现单例的方式,以及分析下各自的优缺点。

饿汉式


    public  class CEO {
        private static final CEO instance = new CEO();

        private CEO() {
        }

        public static CEO getInstance() {
            return instance;
        }
    }

构造函数私有,利用共有的静态函数,对外暴露获取单例对象的接口。CEO对象在声明的时候就初始化了,并且是静态的。这样就保证了对象的唯一性。

懒汉式

 public  class Singleton {
        private static Singleton instance = null;

        private Singleton() {
        }

        public static synchronized Singleton getInstance() {
            if (instance == null)
                instance = new Singleton();
            return instance;
        }
    }

与饿汉式的区别是静态对象在第一次调getInstance()时进行初始化。
synchronized确保getInstance()是个同步方法,用来确保在多线程情况下单例的唯一性。
优点:只有在使用时才被初始化,节约资源
弊端:每次调用getInstance()都需要同步,造成不必要的同步开销

Double Check Lock(DCL)实现单例

这种模式其实是对懒汉式的优化,将锁放到内部,当第一次初始化单例的时候才同步:

 public  class Singleton {
        private static Singleton instance = null;

        private Singleton() {
        }

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

上面进行2次判空:
第一次是为了避免不必要的同步
第二次是为了在null的情况下创建实例
为什么要进行第二次判空呢?
我们看下instance = new Singleton()这步会做什么:
1、给Singleton的实例分配内存;
2、调用Singleton()的构造函数,初始化成员字段;
3、将instance对象指向分配的内存空间(这样instance就不是null了)
但是JDK1.5之前并不能保证第二步和第三步的顺序,如果先走的3,那么此时如果有另外个线程getInstance()那么它就可以直接获取单例对象,当他使用的时候就会出错。
JDK1.5之后只需要将instance第一为private volatile static Singleton instance = null;这样就行。添加关键字volatile保证instance每次都是从主内存中读取。

静态内部类单例模式

DCL虽然了资源消耗、多余同步、线程安全等问题,但是在某些并发情况下会失效,因此并步推荐使用DCL。
下面这种通过静态内部类实现单例的方法是推荐使用的

   public  class Singleton {


        private Singleton() {
        }

        /**
         * 静态内部类
         */
        private static class SingletonHolder {
            private static final Singleton instance = new Singleton();
        }

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

1、instance只有在调getInstance()的时候才初始化
2、通过静态内部类不仅能确保线程安全,也能保证单例的唯一性

枚举单例

其实考虑到唯一性和线程安全性的时候我就应该想到枚举,下面我们通过枚举来实现单例

public enum Singleton {
        SINGLETON;
    }

先不说性能,至少这是实现单例最简单的方法。
枚举的好处是默认枚举实例的创建是线程安全的,并且任何情况下它都是一个单例。
之前几种方法都会存在一个问题,就是在反序列化时,可能创建一个新的实例

总结

不管哪种形式实现单例,核心原理就是将构造函数私有化,并通过静态方法获取唯一的实例。在获取这个实例的过程中要保证线程安全、唯一性等问题

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