四种线程安全的单例模式写法

单例模式（Singleton Pattern）作为Java设计模式之一，保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。节省系统资源，也适用于需要全局实例的场景。本文中介绍的四种单例模式皆为线程安全的写法。

1. 双重检查

public class MySingletonDoubleCheck {

    private static volatile MySingletonDoubleCheck singleton;

    private MySingletonDoubleCheck(){

    }

    private static MySingletonDoubleCheck getInstence(){
        if (singleton == null){
            synchronized (MySingletonDoubleCheck.class){
                if (singleton == null){
                    singleton = new MySingletonDoubleCheck();
                    return singleton;
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

主要思想

定义了私有的静态成员变量，volatile关键字可以禁止指令重排序，同时写了一个私有的空的无参构造方法防止强行使用new实例出一个变量。synchronized (MySingletonDoubleCheck.class) 保证了当同时有两个线程想要实例化singleton变量时，只会让第一个线程实例化出变量，等到第二个线程进入同步代码块时singleton变量已经不为null了。

volatile关键字的作用

volatile关键字的作用：在new出一个新对象的过程中，计算机其实将其分成了3个步骤，第一步首先给singleton分配内存，第二步随后调用构造方法初始化，第三步最后将singleton对象指向分配的内存空间，此时singleton才不为null。看起来顺理成章，但是计算机为了提高效率，在不影响结果的情况下，可能会改变这三个步骤的顺序，也就是说，可能会先执行第三步，再执行第二步。注意，执行完第三步之后，singleton变量就已经不是null了，但实际上它还没有完成初始化，此时如果有第二个线程也想要得到单例对象，在第一次判断singleton是否为null时就将尚未初始化的singleton返回，此时返回的singleton是不完整的。

优点

延迟加载，效率高。

缺点

代码稍稍复杂了一点，需要对锁有一定理解，同时volatile也会影响一点点性能，但无伤大雅。

2. 饿汉式（静态常量）

public class Singleton {
    
    private static final Singleton INSTANCE = new SingletonSample();

    private Singleton(){

    }

    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

主要思想

采用静态常量的方式实现单例，十分简单，但依旧不能忘了写一个私有无参构造方法。

优点

写法简单。

缺点

在类装载时就被实例化，没有达到懒加载（Lazy Loadind）的效果，有可能造成资源浪费，比如从始至终都未使用过这个实例。

3. 静态内部类

public class SingletonStatic {

    private SingletonStatic(){

    }

    private static class SingletonInstance{
        private static final SingletonStatic SINGLETON_STATIC = new SingletonStatic();
    }

    public static SingletonStatic getInstance(){
        return SingletonInstance.SINGLETON_STATIC;
    }
}

主要思想

采用静态内部类的形式，思想与饿汉式类似，但静态内部类在类加载时不会被实例化，只有在第一次调用getInstance()方法时才会加载，类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以JVM保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程无法干扰。

优点

延迟加载，效率高。

缺点

没有什么缺点。

4. 枚举+接口

以下为自定义接口：

public interface MySingleton {

    void doSomething();
}

利用枚举实现单例模式：

public enum Singleton implements MySingleton {
   
    INSTANCE {
        @Override
        public void doSomething() {
            System.out.println("It is my singleton");
        }
    };

    public static Singleton getInstance(){
        return Singleton.INSTANCE;
    }

}

主要思想

借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。

优点

不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

缺点

代码较其他三种比较怪异。

最后编辑于：2019.10.16 18:21:15