Java 单例模式最完美的写法

最新推荐文章于 2025-05-12 09:43:07 发布

楚瑞涛

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分类专栏： Java

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本文探讨了单例模式的四种实现方式，包括懒汉式、饿汉式和双检锁（DCL）。在多线程环境下，简单的懒汉式和饿汉式存在线程安全问题。双检锁解决了这一问题，但需要防止指令重排序，因此引入了volatile关键字，形成最完美的volatile DCL单例模式实现。

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单例模式

是设计模式的中的一种。所谓单例模式，就是就是整个系统中对象仅此一个，不会有重复的对象生成。

1. 懒汉式

顾名思义，就是比较懒，当你使用的我现场去创建对象。

// 单例对象
class SingleObject{

	private static SingleObject instance;
	//构造方法私有化
	private SingleObject(){
		System.out.println("我是 SingleObject 的构造方法");
	}
	
	public static SingleObject getInstance() {
		if(instance==null) {
			instance = new SingleObject();
			return instance;
		}
		return instance;
	}
}

2. 饿汉式

顾名思义，就是时刻保持警惕，一上来就把对象给你创建好，就等着你使用。

// 单例对象
class SingleObject{

	private static SingleObject instance = new SingleObject();;
	//构造方法私有化
	private SingleObject(){
		System.out.println("我是 SingleObject 的构造方法");
	}
	
	public static SingleObject getInstance() {
		return instance;
	}
}

注意：在单线程中懒汉式和饿汉式可以解决问题，但是在多线程的环境中，这么些是有问题的！

为了看着清晰，我们现场来测试一下：

// 单例对象
class SingleObject{

	private static SingleObject instance;
	//构造方法私有化
	private SingleObject(){
		System.out.println( Thread.currentThread().getName() + " 我是 SingleObject 的构造方法");
	}
	
	public static SingleObject getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new SingleObject();
			return instance;
		}
		return instance;
	}
}
// 单例模式：饿汉式多线程测试
public class SingleDemo {
	
	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			new Thread(()->{
				SingleObject.getInstance();
			},i+"").start();
		}
	}
}

执行结果：

所以结合多线程环境下，创建了一种新的模式

3. （DCL）双检锁

// 单例对象
class SingleObject{

	private static SingleObject instance;
	//构造方法私有化
	private SingleObject(){
		System.out.println( Thread.currentThread().getName() + " 我是 SingleObject 的构造方法");
	}
	
	public static SingleObject getInstance() {
		if(instance == null) {
			synchronized (SingleObject.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new SingleObject();
					return instance;
				}
			}
		}
		return instance;
	}
}

双检锁（DCL），又叫双重校验锁，综合了懒汉式和饿汉式两者的优缺点整合而成。但是这个机制不一定线程安全，原因是因为它有指令重排序的存在，所以，需要加上 volatile 来禁止指令重排序。如果不了解指令重排，可以看看博客：volatile 关键字

所以说需要禁止指令重排，保证多线程下的语义一致性，如果不加，就有一定的几率出现线程不安全问题。

4. volatile 版本 DCL（最完美）

// 单例对象（双检锁+volatile）推荐使用
class SingleObject{

	// 加上 volatile 关键字，禁止指令重排
	private static volatile SingleObject instance;
	//构造方法私有化
	private SingleObject(){
		System.out.println( Thread.currentThread().getName() + " 我是 SingleObject 的构造方法");
	}
	
	public static SingleObject getInstance() {
		if(instance == null) {
			synchronized (SingleObject.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new SingleObject();
					return instance;
				}
			}
		}
		return instance;
	}
}