「乾貨分享」經典設計模式之單例模式

設計模式千千萬，總是單例最常見。

單例模式的定義

保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點。

六種單例的創建方式

1.餓漢式

public class Singleton {
  private static Singleton instance = new Singleton();
  private Singleton() {}
  public static Singleton getInstance() {
    return instance;
  }
}

優點： 基於類的加載機制，避免了多線程同步問題，加載速度快。

缺點： 在類加載的時候就完成初始化，沒有懶加載，如果沒有使用這個實例，會造成內存浪費。

2.懶漢式-線程不安全版

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

優點： 第一次調用是才初始化對象，避免浪費資源

缺點： 加載速度慢，線程不安全

3.懶漢式-線程安全版(synchronized加鎖)

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

優點： 多線程中保證線程安全 缺點： 每次獲取對象實例，都需要進行同步，造成不必要的同步開銷。

4.雙重校驗鎖

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

優點： 線程安全，懶加載，減少同步開銷

缺點： 第一個獲取對象速度稍慢，但其在某些情況下也會出現失效的情況，並不是完美的方式。

這裏面使用了兩次判空：第一次爲了不必要的加鎖同步，第二次是確保在instance爲null的情況下才創建實例，避免多次創建。

方法中還是用了關鍵字volatile對變量進行修飾，有如下幾個作用：

1.在Java內存模型中volatile可以保證可見性，及防止程序指令重排序。

2.對象的創建分爲如下幾個步驟：

instance = new Singleton（）；

• 1.爲instance分配內存空間
• 2.初始化instance
• 3.將instance指向內存地址

如果不加volatile的話，程序的執行順序就可能變成1->3->2,多線程中就會導致線程獲取一個沒有初始化的實例。例如線程a 執行了1，3, 此時線程b調用getInstance()發現instance不爲空，返回instance,但此時instance還未初始化。

5.靜態內部類

public class Singleton {
  private Singleton() {}
  public static Singleton getInstance() {
    return SingletonHolder.sInstance;
  } 
  private static class SingletonHolder {
    private static final Singleton sInstance = new Singleton();
  }
}

第一次加載類的時候不會初始化instance,只有第一次調用getInstance()的時候纔會進行加載SingleHolder並初始化instance,保證線程安全,也能保證實例唯一，推薦使用這種方式。

6.枚舉

public enum Singleton {
INSTANCE;
public void doSomeThing(){}
}

默認枚舉單例的創建是線程安全的，並且任何情況下都是單例。

以上就是6中常見的單例創建形式，按需使用吧。

單例的使用場景

• 整個項目需要一個共享訪問點或者數據
• 創建一個對象需要耗費的資源太多，比如訪問數據庫資源等
• 工具類對象