设计模式之单例模式

最新推荐文章于 2025-09-11 21:45:50 发布

Alex_MaHao

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分类专栏：设计模式文章标签：设计模式饿汉式懒汉式 Singleton 内部类

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本文介绍了单例模式的应用及其四种实现方式：饿汉式、懒汉式、双重锁模式及内部类模式。每种方式都有其优缺点，适用于不同的场景。

单例模式

单例模式是应用最广的模式。在某些状态下，需要某个对象需要仅保持一个实例的存在。例如在ImageLoader中，需要保持缓存，线程池等的唯一，这时候就需要用到单例。

实现单例一般有四种。

饿汉式
懒汉式
双重锁模式
内部类模式

饿汉式


class Singleton{
    private static Singleton instance = new Singleton;

    private Singleton(){

    }

    private static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }

}

饿汉式是在类加载的时候就创建唯一的类对象。即使未调用getInstance()，仍会创建对象。资源比较浪费。

懒汉式

懒汉式是在需要时在创建唯一的类对象。

class Singleton{

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton(){

    }

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

        return instance;

    }


}

懒汉式相比较饿汉式而言，虽然解决了资源浪费的问题，但仍存在一个问题，就是当调用getInstance()方法时，当instance不为null时，仍会因为线程同步而导致资源被浪费，这也是最大的问题。

优点：

只有在资源需要被使用时才会被实例化，这在一定程度上也会解决资源浪费的问题。

缺点：

第一次加载时需要及时加载实例化，反应稍慢。最大的问题是调用getInstance()时，会造成不必要的同步开销。

双重锁模式

双重锁模式( Double CheckLock) - > DCL模式

class Singleton{

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton(){

    }

    private static  Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(instance==null){
                    instance = new Singleton();

                }

            }

        }

        return instance;

    }


}

该方法的特点就是在判断instance==null 的时候判断了两次，很大程度上的解决了同步开销浪费的问题。

第一层判断是为了避免不必要的同步问题。
第二层判断是为了在null的时候创建单例实例。

但该方法的的主要问题如下：

对于instance = new Singleton();这条语句中，在实际的JVM执行中会分成三个步骤进行执行

给singleton的实例分配内存。
调用Singleton的构造方法，初始化成员字段。
将instance指向所分配的内存空间。

在实际的运行中，因为其执行是乱序的，所以无法保证2和3的执行的先后顺序。则会出现如下情况，出现如下运行顺序，即运行1，3，2.则假设运行到3时，突然有线程B调用getInstance()。因为此时程序已经调用了3方法，instance不为null，则线程B直接返回了instance对象，此时程序会出现问题。

该方法能够在需要的时候实例化对象，并且能够在绝大多数场景下保证单例对象的唯一性，除非你的代码能够在并发场景比较复杂或者低于JDK 6版本使用，否则这种方式一般能够满足需求。 —引用自《Android源码设计模式解析与实战》

内部类模式


class Singleton{

    private Singleton(){

    }

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


    private static Singleton getInstance(){

        return SingletonHolder.instance;
    }
}

对于该方法，在不调用getInstance()方法时，SingletonHolder不会被加载，当我们调用时，才会使sintance实例化。那么，即当我们第一次创建调用getInstance()时，对象才会被加载，。该方式不仅能够确保线程安全，也能够保证单例对象的唯一性，同时也延迟了单例的实例化。

此种方式最为推荐