单例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类,该类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。
意图
保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
实现
- 懒汉式
public class Singleton{
private static Singleton mSingleton;
private Singleton(){}
public static synchronized Singleton getInstance(){
if (mSingleton == null) {
mSingleton = new Singleton();
}
return mSingleton;
}
}
直接synchronized 加锁判断会影响效率
- 饿汉式
public class Singleton{
private static Singleton mSingleton = new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return mSingleton;
}
}
虽然没有synchronized 加锁,但是基于classloder
的机制,是可以在多线程运行的。但是由于直接就初始化了,在不使用的时候就会浪费内存。
- 双检锁/双重校验锁
public class Singleton{
private static Singleton mSingleton;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if (mSingleton == null) {
synchronized (Singleton.class){
if (mSingleton == null) {
mSingleton = new Singleton();
}
}
}
return mSingleton;
}
}
虽然使用了synchronized进行加锁,但是基于双重判断,不容易导致加锁影响效率,而且没有直接初始化,也没有浪费内存。
- 登记式/静态内部类
public class Singleton{
private static class SingletonHolder{
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton(){}
public static final Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
该方法基于classloder
的机制,所以不需要加锁也可以在多线程实现唯一性。常用于静态域调用的情况!
- 枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}
这种实现方式还没有被广泛采用,但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁,自动支持序列化机制,绝对防止多次实例化。
使用情况说明
一般情况下,不建议使用第 1 种懒汉方式,建议使用第 2 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时,才会使用第 4 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时,可以尝试使用第 5 种枚举方式。如果有其他特殊的需求,可以考虑使用第 3 种双检锁方式。
关于第 3 种 和第 4 种的使用情况
第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了,那么 instance 就会被实例化(没有达到 lazy loading 效果),而第 4 种方式是 Singleton 类被装载了,instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用,只有通过显式调用 getInstance 方法时,才会显式装载 SingletonHolder 类,从而实例化 instance。
想象一下,如果实例化 instance 很消耗资源,所以想让它延迟加载,另外一方面,又不希望在 Singleton 类加载时就实例化,因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载,那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候,第 4 种方式相比第 3 种方式就显得很合理。