JAVA實(shí)現(xiàn)單例模式的四種方法和一些特點(diǎn)

2019-11-26 16:13:13

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

一、餓漢式單例類

public class Singleton
{
    private Singleton(){

    }

    private static Singleton instance = new Singleton();

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

特點(diǎn)：餓漢式提前實(shí)例化，沒(méi)有懶漢式中多線程問(wèn)題，但不管我們是不是調(diào)用getInstance()都會(huì)存在一個(gè)實(shí)例在內(nèi)存中

二、內(nèi)部類式單例類

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Singleton     
{        
        private Singleton(){     

    }     

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

    private static Singleton getInstance(){     
        return SingletonHoledr.instance;     
    }     
} 

特點(diǎn)：內(nèi)部類式中，實(shí)現(xiàn)了延遲加載，只有我們調(diào)用了getInstance(),才會(huì)創(chuàng)建唯一的實(shí)例到內(nèi)存中.并且也解決了懶漢式中多線程的問(wèn)題.解決的方式是利用了Classloader的特性.

三、懶漢式單例類

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Singleton     
{        
    private Singleton(){     

    }     

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

特點(diǎn)：在懶漢式中，有線程A和B，當(dāng)線程A運(yùn)行到第8行時(shí)，跳到線程B，當(dāng)B也運(yùn)行到8行時(shí)，兩個(gè)線程的instance都為空，這樣就會(huì)生成兩個(gè)實(shí)例。解決的辦法是同步：

可以同步但是效率不高：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Singleton     
{        
    private Singleton(){     

    }     

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

這樣寫程序不會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)檎麄€(gè)getInstance是一個(gè)整體的"critical section"，但就是效率很不好，因?yàn)槲覀兊哪康钠鋵?shí)只是在第一個(gè)初始化instance的時(shí)候需要locking(加鎖)，而后面取用instance的時(shí)候，根本不需要線程同步。

于是聰明的人們想出了下面的做法：

雙檢鎖寫法：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Singleton{
private static Singleton single;    //聲明靜態(tài)的單例對(duì)象的變量
private Singleton(){}    //私有構(gòu)造方法

public static Singleton getSingle(){    //外部通過(guò)此方法可以獲取對(duì)象
    if(single == null){
        synchronized (Singleton.class) {   //保證了同一時(shí)間只能只能有一個(gè)對(duì)象訪問(wèn)此同步塊
            if(single == null){
                single = new Singleton();
        }
      }
    }
    return single;   //返回創(chuàng)建好的對(duì)象
}
}

思路很簡(jiǎn)單，就是我們只需要同步（synchronize）初始化instance的那部分代碼從而使代碼既正確又很有效率。
這就是所謂的“雙檢鎖”機(jī)制（顧名思義）。
很可惜，這樣的寫法在很多平臺(tái)和優(yōu)化編譯器上是錯(cuò)誤的。

原因在于：instance = new Singleton()這行代碼在不同編譯器上的行為是無(wú)法預(yù)知的。一個(gè)優(yōu)化編譯器可以合法地如下實(shí)現(xiàn)instance = new Singleton():

1. instance = 給新的實(shí)體分配內(nèi)存

2. 調(diào)用Singleton的構(gòu)造函數(shù)來(lái)初始化instance的成員變量

現(xiàn)在想象一下有線程A和B在調(diào)用getInstance，線程A先進(jìn)入，在執(zhí)行到步驟1的時(shí)候被踢出了cpu。然后線程B進(jìn)入，B看到的是instance 已經(jīng)不是null了（內(nèi)存已經(jīng)分配），于是它開始放心地使用instance，但這個(gè)是錯(cuò)誤的，因?yàn)樵谶@一時(shí)刻，instance的成員變量還都是缺省值，A還沒(méi)有來(lái)得及執(zhí)行步驟2來(lái)完成instance的初始化。

當(dāng)然編譯器也可以這樣實(shí)現(xiàn)：

1. temp = 分配內(nèi)存

2. 調(diào)用temp的構(gòu)造函數(shù)

3. instance = temp

如果編譯器的行為是這樣的話我們似乎就沒(méi)有問(wèn)題了，但事實(shí)卻不是那么簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀儫o(wú)法知道某個(gè)編譯器具體是怎么做的，因?yàn)樵贘ava的memory model里對(duì)這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有定義。

雙檢鎖對(duì)于基礎(chǔ)類型（比如int）適用。很顯然吧，因?yàn)榛A(chǔ)類型沒(méi)有調(diào)用構(gòu)造函數(shù)這一步。

上一篇：Java多線程下載的實(shí)現(xiàn)方法

下一篇：hashCode方法的使用講解