七种单例模式的实现

文章详细介绍了单例模式的不同实现方式,如饿汉式、懒汉式、全局锁式、静态代码块、双重校验锁、内部类和内部枚举类,并强调了它们的线程安全性和性能优化。


前言

单例模式 (Singleton) 是一种创建型模式,指某个类采用Singleton单例模式后,则在这个类在同一个JVM上,只可能产生一个实例供外部访问,并且仅提供一个全局的访问方式。


一、饿汉式-线程安全

线程安全,但无法实现实例懒加载策略,因为是通过静态常量定义的instance对象,所以在类加载的过程就会创建对象实例,在后续的使用中直接获取对象实例。

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

二、懒汉式-线程不安全

线程不安全,但实现了懒加载机制,即使用的时候才会进行加载,不使用不会进行初始化。

  private static Singleton instance= null;
    private Singleton(){

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

三、全局锁式-线程安全

线程安全,使用Synchronized保证线程安全,也实现了懒加载,但是线程同步效率不高。

private static Singleton instance;
    private Singleton(){

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

四、静态代码块-线程安全

线程安全,在类加载的初始化阶段初始化对象实例,线程安全。

 private static Singleton instance=null;
    private Singleton(){

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

五、双重校验锁-线程安全

线程安全,同时保证了懒加载和线程同步时的效率问题。

 private static Singleton instance;

    private Singleton(){

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

六、内部类-线程安全

线程安全,静态内部类在第一次调用时加载,且只加载一次,也实现了懒加载。

   private Singleton(){

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

七、内部枚举类-线程安全

线程安全,不存在线程同步问题,且单例对象在枚举类型 INSTANCE第一次引用时通过枚举的 构造函数初始化,从而实现了懒加载策略。

	private Singleton(){

    }
    public enum SingletonEnum{
        INSTANCE;
        private final Singleton instance;
        private SingletonEnum() {
            instance = new Singleton();
        }
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonEnum.INSTANCE.instance;
    }

总结

单例模式的思想体现:

  1. 构造函数私有化;
  2. 对外访问的方法,返回一个该类的唯一实例对象;
  3. 利用静态变量、静态代码块、静态代码块和类加载机制实现单例模式以及对应的线程安全问题;
  4. 类加载的过程是一个线程安全的过程。
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