单例模式是类创建者模式之一,无论是在工作还是面试中基本都会问到,这里会讲讲单例模式的实现以及它的线程安全性。
什么叫单例模式?
简单的来说就是确保类的实例是唯一的,一个类只有一个实例。下面说说单例类常见的几种写法:
饿汉式
饿汉式简单来说就是使用类的时候不管用没用到类的实例,上来就先创建类的实例。来看看一个实例:
public class Singleton {
private static final Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
这是常用的一种实现方式,也是我比较喜欢的一种写法,ideal创建单例类的写法也是默认这种实现。而且这种写法是线程安全的,不会造成资源竞争。
常见的Runtime是一个典型的例子。但是这种没办法实现lazy loading,如果要实现延迟加载怎么做呢?
饿汉式升级版(静态内部类)
public class EagerSingle {
private static class SingletonHolder{
private static final EagerSingle instance = new EagerSingle();
}
private EagerSingle(){
}
public static final EagerSingle getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程,只有显示通过调用getInstance方法时,才会显示装载SingletonHolder类,从而实例化instance。
懒汉式
讲完饿汉式,我们来说说懒汉式,懒汉式简单来说这个人比较懒,只有用到类的实例的时候才去创建类的实例。来看看一个实例:
public class LazySingle {
private static LazySingle instance = null;
private LazySingle(){
}
public static LazySingle getInstance(){
if(instance == null){
return new LazySingle();
}
return instance;
}
}
这种写法基本不用,这是非线程安全的写法,多线程下回造成资源争用。既然是非线程安全的,大家可用会说加个锁不就行了。
懒汉式升级版
public class LazySingle {
private static LazySingle instance = null;
private LazySingle(){
}
public static synchronized LazySingle getInstance(){
if(instance == null){
return new LazySingle();
}
return instance;
}
}
这种效率比较低,大部分时间是不需要同步的,而同步的效率比较低。
双检锁
基于程安全考虑,引入了双检锁(Double Check Lock,简称DCL)的写法:
public class LazySingle {
private volatile static LazySingle instance = null;
private LazySingle(){
}
public static LazySingle getInstance(){
if(instance == null){
synchronized (LazySingle.class){
if(instance == null){
return new LazySingle();
}
}
}
return instance;
}
}
这里的getInstance()方法要检查两次,确保是否实例INSTANCE是否为null或者已经实例化了,双检锁的写法是线程安全的。
枚举实现
public enum EnumSingle {
INSTANCE;
}
枚举实例的创建是线程安全的,而且非常简单,不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
一行代码就可实现,通过EnumSingle.INSTANCE来访问。
特点:
1.使用单例类提供的方法得到单例对象,不要使用反射,否则将会实例化一个新对象。
2.饿汉单例模式和懒汉单例模式构造方法都是私有的,因而是不能被继承的。
3.单例模式只允许创建一个对象,在内存里只有一个实例,减少了内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例因此节省内存,加快对象访问速度,因此对象需要被公用的场合适合使用,如多个模块使用同一个数据源连接对象等等。