单例模式的五种写法

写之前的话

上个月底辞职,上周正好在找工作,面试中问到设计模式这一块,问我项目里单例模式用在哪?怎么写的。正好下来作为复习,整理一下这方面的知识。

经典版单例模式

public class Singleton {
  
    private static Singleton uniqueInstance;//利用一个静态常量来记录singleton类的唯一实例。

    private Singleton() {
    }

    public static  Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {//注意,只有第一次才彻底执行这里的代码
            uniqueInstance = new Singleton();//延迟实例化 (lazy instantiaze)
        }
        return uniqueInstance;//如果uniqueInstance不是null,就表示之前创建过对象,
        // 我们就直接跳到return语句
    }
}

这个版本存在一些问题,当不止一个线程的时候,以两个线程为例,两个线程同时执行到 if (uniqueInstance == null) {}时,因为两个线程里类此时都没有实例化,因此这里还会new两个实例,所以经典模式只适合同步的情况下。

同步锁单例模式

public class Singleton {
  
    private static Singleton uniqueInstance;//利用一个静态常量来记录singleton类的唯一实例。

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {//注意,只有第一次才彻底执行这里的代码
            uniqueInstance = new Singleton();//延迟实例化 (lazy instantiaze)
        }
        return uniqueInstance;//如果uniqueInstance不是null,就表示之前创建过对象,
        // 我们就直接跳到return语句
    }
}

通过添加synchronized关键字到getInstance方法中,我们强迫每个进入线程中进入该方法的前提是别的线程离开该方法,不会有两个线程同时进入该方法。这种单例模式是线程安全的,不过synchronized会影响程序的性能,只有第一次执行该方法实例化的时候才需要同步,一旦设置好uniqueInstance就不再需要同步这个方法了。因此之后每次调用这个方法,synchronized都是一种累赘。

急切式单例模式(直接在静态变量创建单例)

public class Singleton {
  
    private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();//利用一个静态常量来记录singleton类的唯一实例。

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return uniqueInstance;//已经有单例了,直接使用就好了
    }
}

利用这种写法,JVM在家在这个类时马上创建此唯一的单例。JVM保证任何线程在访问uniqueInstance静态变量时,一定先创建次实例。

双重同步锁单例模式

public class Singleton {
    //volatile 关键词确保:当uinqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,
    // 多个线程正确的处理uniqueInstance变量
    private volatile static Singleton uniqueInstance;//利用一个静态常量来记录singleton类的唯一实例。

    private Singleton() {

    }
//防止多线程出错
    public static  Singleton getInstance() {//检查实例,如果不存在,进入同步区块。
        if (uniqueInstance == null) {//注意,只有第一次才彻底执行这里的代码
            synchronized (Singleton.class) {
                //进入区块后在检查一次,如果仍是null,才创建实例。
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();//延迟实例化 (lazy instantiaze)
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;//如果uniqueInstance不是null,就表示之前创建过对象,
        // 我们就直接跳到return语句
    }
}

想比同步锁单例模式,这种做法可以大大提高性能。
volatile 关键词:当uinqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,多个线程正确的处理uniqueInstance变量。

用枚举实现单例模式

public enum Singleton {
    instance;
    private xxxxxx instance;
    Singleton () {
        instance = new xxxxxx ();
    }
    public xxxxxx getInstance() {
        return instance;
    }
}

上面的类xxxxxx 是我们要应用单例模式的资源,具体可以表现为网络连接,数据库连接,线程池等等。获取资源的方式很简单,只要使用Singleton.instance.getInstance() 即可获得所要实例。在枚举中我们明确了构造方法限制为私有,在我们访问枚举实例时会执行构造方法,同时每个枚举实例都是static final类型的,也就表明只能被实例化一次。在调用构造方法时,我们的单例被实例化。 也就是说,因为enum中的实例被保证只会被实例化一次,所以我们的instance也被保证实例化一次。

结束

以上就是单例模式的几种用法,每种方法都有各自优缺点,单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。

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