【java类的设计模式—01】单例模式（Singleton pattern）

最新推荐文章于 2025-03-24 00:01:19 发布

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#java类的单例模式

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本文介绍了单例模式的概念及其五种实现方式，包括双重校验锁、final初始化、静态块初始化、静态内部类方法及enum声明，并详细分析了各自的特点与适用场景。

参考1：http://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern#The_enum_way

参考2：http://devbean.blog.51cto.com/448512/203501/

单例模式指的是一个类被限制只能实例化成一个对象。实现单例模式的方式有5种，Java5.0之后最好的方式是第5种。

1．双重校验锁（Lazy initialization）

这种方式使用了双重锁检测（double-checkedlocking）来进行，java5.0之前不应该使用，因为有许多bugs。这样设计的问题在于在多线程访问过程中有可能构造函数执行之前（实例化尚未完成）实例就返回了，即返回null（参考2有讲为什么）。

public classSingletonDemo {
    private static volatile SingletonDemo instance = null;
    private SingletonDemo() {
    }
    public static SingletonDemogetInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingletonDemo.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonDemo();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

2．final初始化（Eager initialization）

这种模式使用了final关键字，优势是不需要对方法getInstance()声明synchronize，也没有额外的对象锁。

public classSingleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

3．静态块初始化（Static block initialization）

与上一种相比把类实例化放在了静态代码段中执行，加入了异常判断。

public classSingleton {
    private static final Singleton instance;
    static {
        try {
            instance = new Singleton();
        }catch(Exception e) {
            throw new RuntimeException("Darn, an error occurred!", e);
        }
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
    private Singleton() {
        // ...
    }
}

4．静态内部类方法（Initialization-on-demand holder idiom）

这种方法使用静态内部类来实现对象的单例模式，方法具有普遍性，可以在各种java版本、编译器、JVM上运行良好，是不需要特殊条件的线程安全的方法。

public classSingleton {
    // Private constructor prevents instantiation from otherclasses
    private Singleton() {
    }
 
    /**
     * SingletonHolder is loaded on the firstexecution of
     * Singleton.getInstance() or the first accessto SingletonHolder.INSTANCE,
     * not before.
     */
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

5. enum声明（The enum way）

参考3: http://segmentfault.com/q/1010000000646806

《EffectiveJava》的作者Joshua Bloch在书中声称"a single-element enum type is the best way to implement asingleton"。这种方式获得单例是利用了任何enum类型的对象都只初始化一次，是线程安全的，还能防止反序列化重新创建新的对象，而且可以防止反射攻击。当然，这样做稍微有点不是那么灵活。

public enum Singleton3 {
	INSTANCE;
	private void execute() {
		// Perform operation here
	}
}