面试答不上来?教你花式写单例之单例的六种写法

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一、前言

单例模式是一种常用的设计模式,其定义是单例对象类只允许一个实例存在,实现的核心原理是构造函数私有化。使用单例可以节省内存开销,也是现实场景中的一种映射,比如一台打印机同时只能运行一个打印任务,一个公司只有一个CEO等场景。

二、实现步骤

2.1 构造函数私有化;
2.2 提供一个静态方法获取实例(需要注意多线程问题)。

三、写法

3.1 饿汉式(线程安全)

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

    private Singleton() {
    }

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

优点:简单粗暴、类加载的时候就初始化完成,线程安全;
缺点:类加载的时候就已经完成初始化,如果该对象使用时机比较晚,或者始终没有用到,会造成不必要的内存资源浪费。

3.2 懒汉式(线程不安全)

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

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

优点:延迟初始化,避免了不必要的内存开销;
缺点:线程不安全。

3.3 懒汉式(线程安全,同步方法)

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

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

优点:延迟初始化,避免了不必要的内存开销,且线程安全;
缺点:效率偏低,每次获取实例都进行同步锁,事实上只需要在第一次new对象的时候同步锁就行了,后续想获取实例可以直接返回。

3.4 懒汉式(线程安全,同步代码块)

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;
    }
}

这种方式是对3.3的一个优化,兼顾效率和线程安全,也是比较常用的一种写法.

3.5 静态内部类(线程安全)

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

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

    private static class SingletonHolder {

        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

}

这种方式兼顾了延迟初始化,线程安全,是一种比较推荐的写法。

3.6 枚举(线程安全)

public enum Singleton {

    INSTANCE;

}

枚举是JDK1.5之后推出的一个新特性,该写法是《Effective Java》推荐的一种写法,简单粗暴、高效,线程安全,缺点是阅读性不是很强,在Android上使用枚举会有一定的性能开销,官方并不建议大规模使用枚举。

四、适用场景

4.1 创建对象耗时或者耗费资源过多,但又需要频繁用到;
4.2 需要频繁的进行创建和销毁的对象;
4.3 工具类对象。复制代码

五、总结

单例的写法很多,以上列举了比较常见的写法,具体用的时候需要根据自己应用的实际需求来写,我个人比较推荐3.4懒汉式(线程安全,同步代码块)3.5 静态内部类(线程安全)的写法。

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