9种Java单例模式详解£¨推荐£©

 更新时间£º2019年03月27日 16:46:47   作者£ºMRoot   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£º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£º效?#23454;Í¡?#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£º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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