【设计模式】单例模式

单例设计模式

单例模式主要是为了避免因为创建了多个实例造成资源的浪费，且多个实例由于多次调用容易导致结果出现错误，而使用单例模式能够保证整个应用中有且只有一个实例。

• 定义：
  • 私有化该类的构造函数
  • 通过new在本类中创建一个本类对象
  • 定义一个公有的方法，将在该类中所创建的对象返回
• 属于创建型模式

饿汉式

• 非懒加载
• 线程安全
• 实现简单

/**
 * 饿汉式
 * 优点: 实现简单，在类加载的时候就完成了实例化，避免了线程的同步问题，没有加锁，执行效率会提高。
 * 缺点：类加载时就初始化，会造成内存的浪费。
 */
public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static Singleton instance = new Singleton();

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }

}

懒汉式

线程不安全

• 懒加载
• 线程不安全
• 实现简单

/**
 * 线程不安全的懒汉式
 */
public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static Singleton instance;

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

}

线程安全

• 懒加载
• 线程安全
• 实现简单

/**
 * 线程安全的懒汉式
 * 优点：首次调用才初始化，避免内存浪费
 * 缺点：必须加锁才能保证单例，影响效率
 */
public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static Singleton instance;

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

}

双重校验锁

• 懒加载
• 线程安全

/**
 * 双重校验锁
 */
public class Singleton {

    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

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

}

登记式/静态内部类

• 懒加载
• 线程安全

/**
 * 登记式/静态内部类
 * 利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程
 * 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
 */
public class Singleton {

    private static class SingletonHolder{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

}

枚举

• 非懒加载
• 线程安全

/**
 * 枚举
 * 这里的instance即为SingletonEnum类型的引用所以得到它就可以调用枚举中的方法了。
 * 借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化
 */
public enum SingletonEnum {

    instance;

    private SingletonEnum(){}

    public void whateverMethod(){

    }

    // 使用
    // SingletonEnum.instance.whateverMethod();

}