单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
优点:
在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如管理学院首页页面缓存)。避免对资源的多重占用(比如写文件操作)。缺点:
没有接口,不能继承,与单一职责原则冲突,一个类应该只关心内部逻辑,而不关心外面怎么样来实例化。描述:
这种方式比较常用,线程安全,但容易产生垃圾对象。优点:
没有加锁,执行效率会提高。缺点:
类加载时就初始化,浪费内存,不一定能达到lazy loading 的效果。静态变量式
class Singleton { //1. 构造器私有化, 外部不能new private Singleton() { } //2.本类内部创建对象实例 private final static Singleton instance = new Singleton(); //3. 提供一个公有的静态方法,返回实例对象 public static Singleton getInstance() { return instance; } }静态代码块式
class Singleton { //1. 构造器私有化, 外部不能new private Singleton() { } //2.本类内部创建对象实例 private static Singleton instance; static { // 在静态代码块中,创建单例对象 instance = new Singleton(); } //3. 提供一个公有的静态方法,返回实例对象 public static Singleton getInstance() { return instance; } }描述:
这种方式是最基本的实现方式,这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized,所以严格意义上它并不算单例模式。这种方式 lazy loading 很明显,不要求线程安全,在多线程不能正常工作。 class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} //提供一个静态的公有方法,当使用到该方法时,才去创建 instance //即懒汉式 public static Singleton getInstance() { if(instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }描述:
这种方式具备很好的 lazy loading,能够在多线程中很好的工作,但是,效率很低,99% 情况下不需要同步。 // 懒汉式(线程安全,同步方法) class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} //提供一个静态的公有方法,加入同步处理的代码,解决线程安全问题 //即懒汉式 public static synchronized Singleton getInstance() { if(instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }描述:
这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance() 的性能对应用程序很关键。volatile防止Double Check问题:
Double Check问题在于instance = new SingleInstance()这行代码并不是原子性的,也就是说,这行代码需要处理器分为多步才能完成,其中主要包含两个操作,分配内存空间,引用变量指向内存,由于编译器可能会产生指令重排序的优化操作,所以两个步骤不能确定实际的先后顺序,假如线程A已经指向了内存,但是并没有分配空间,线程A阻塞,那么当线程B执行时,会发现Instance已经非空了,那么这时返回的Instance变量实际上还没有分配内存,显然是错误的。volatile对其写操作加入了内存屏障,保证了在写操作instance = new Singleton()完成之前,不会调用读操作(if(instance == null))。 // 懒汉式(线程安全,同步方法) class Singleton { private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} //提供一个静态的公有方法,加入双重检查代码,解决线程安全问题, 同时解决懒加载问题 //同时保证了效率, 推荐使用 public static synchronized Singleton getInstance() { if(instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if(instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } }描述:
这种方式能达到双检锁方式一样的功效,但实现更简单。 // 静态内部类完成, 推荐使用 class Singleton { private static volatile Singleton instance; //构造器私有化 private Singleton() {} //写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton private static class SingletonInstance { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } //提供一个静态的公有方法,直接返回SingletonInstance.INSTANCE public static synchronized Singleton getInstance() { return SingletonInstance.INSTANCE; } }描述:
这种实现方式还没有被广泛采用,但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁,自动支持序列化机制,绝对防止多次实例化。实际工作中很少用。 //使用枚举,可以实现单例, 推荐 enum Singleton { INSTANCE; //属性 public void sayOK() { System.out.println("ok~"); } }