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