9种Java单例模式详解(推荐)

 更新时间:2019年03月27日 16:46:47   作者:MRoot   我要评论

这篇文章主要介绍了9种Java单例模式详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

单例模式的特点

  1. 一个类只允许产生一个实例化对象。
  2. 单例类构造方法私有化,不允许外部创建对象。
  3. 单例类向外提供静态方法,调用方法返回内部创建的实例化对象。

 懒汉式(线程不安全)

其主要表现在单例类在外部需要创建实例化对象时再进行实例化,进而达到Lazy Loading 的效果。

通过静态方法 getSingleton() 和private 权限构造方法为创建一个实例化对象提供唯一的途径。

不足:未考虑到多线程的情况下可能会存在多个访问者同时访问,发生构造出多个对象的问题,所以在多线程下不可用这种方法。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2018-12-17
 * 懒汉式(线程不安全)
 */
public class Singleton {
  private static Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton singleton(){
    if (singleton == null){
      singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
  }
}

懒汉式(线程安全,同步方法,不推荐使用)

针对懒汉式的线程不安全,自然会想到给 getSingleton() 进行 synchronized 加锁来保证线程同步。

不足:效?#23454;汀?#22823;多数情况下这个锁占用的额外资源都浪费了,每个线程在想获得类的实例时候,执行 getSingleton() 方法?#23478;?#36827;行同步。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 懒汉式(线程安全,同步方法,不推荐使用)
 */
public class Singleton {
  private static Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

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

}

饿汉式(线程安全)

在进行类加载时完成实例化对象的过程就是饿汉式的形式。

避免了线程同步问题,在运行这个类的时候进行加载,之后直接访问

不足:相比接下来的静态内部类而言,这种方法比静态内部类多了内存常驻,容易造成内存浪费,?#21442;创?#21040;延迟加载的效果。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 饿汉式(线程安全)
 */
public class Singleton{
  private static Singleton singleton = new Singleton();

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton singleton(){
    return singleton;
  }
}

静态内部类加载(线程安全)

静态内部类不会在单例加载时加载,当调用 getSingleton() 方法时才会进行加载,达到类?#35780;?#27721;式效果,并且也是线程安全的。

类的静态属性只会在第一次加载类时进行初始化,所以上面的方法JVM 帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,其他线程无法进入。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 静态内部类加载(线程安全)
 */
public class Singleton{
  private static Singleton singleton;

  private static class SingletonInner{
    private static final Singleton instance = new Singleton();
  }

  public static Singleton getSingleton(){
    return SingletonInner.instance;
  }
}

枚举(线程安全)

自由串行化;保证只有一个实例;线程安全。

Effective Java 作者所提倡的方法,近乎完美,在继承场景下不适用。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 枚举(线程安全)
 */
enum Singleton{
  INSTANCE;

  public void method(){

  }
}

class Test{
  public static void main(String[] args) {
    Singleton.INSTANCE.method();
  }
}

懒汉式双重校验锁法(通常线程安全,不可保证完全安全)

使用同步代码块避免了第二种方法的效?#23454;?#30340;问题,但此方法并不能完全起到线程同步的作用,与上面第一种方法产生的问题相似,多线程访问时可能产生多个对象。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 懒汉式双重校验锁法(通常线程安全,不可保证完全安全)
 */
class Singleton{
  private static Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

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

懒汉式双重检查?#21344;?#29256;

与第六种方法不同的是,此方法给singleton 的声明上加了关键字 volatile ,进而解决了低概率的线程不安全问题。

volatile 起到禁止指令重排的作用,在它赋值完成之前,就不会调用读操作(singleton == null)。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 懒汉式双重检查?#21344;?#29256;(volatile)
 */
class Singleton{
  private static volatile Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

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

使用 ThreadLocal 实现(线程安全)

ThreadLocal 会为每一个线程提供一个?#25042;?#30340;变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。

对于多线程资源共享的问题,同步机制采用了“以时间换空间”的方式,而ThreadLocal 采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份变量,因此可以同时访问而互不影响。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 使用 ThreadLocal 实现(线程安全)
 */
class Singleton{
  private static final ThreadLocal<Singleton> singleton = new
      ThreadLocal<Singleton>(){
        @Override
        protected Singleton initialValue(){
          return new Singleton();
        }
      };

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton getSingleton(){
    return singleton.get();
  }
}

使用CAS 锁实现(线程安全)

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 使用 CAS 实现(线程安全)
 */
public class Singleton {
  private static final AtomicReference<Singleton> INSTANCE = new AtomicReference<Singleton>();

  private Singleton(){

  }

  public static final Singleton getSingleton(){
    for (;;){
      Singleton current = INSTANCE.get();
      if (current != null){
        return current;
      }
      current = new Singleton();
      if (INSTANCE.compareAndSet(null,current)){
        return current;
      }
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    Singleton singleton1 = Singleton.getSingleton();
    Singleton singleton2 = Singleton.getSingleton();
    System.out.println(singleton1 == singleton2);
  }
}

以上所述是小编给大家介绍的9种Java单例模式详解整合,希望对大家有所帮助,如果大家有任?#25105;?#38382;请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常?#34892;?#22823;家对脚本之家网站的支持!

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