Java之七种单例模式

本文详细介绍了Java中的七种单例模式,包括线程安全的懒汉模式、双重检查模式(DCL)、静态内部类单例模式、枚举单例和使用容器实现的单例模式。每种模式都有其优缺点,适用于不同的场景。如DCL模式在资源利用率和线程安全间取得平衡,而静态内部类单例模式在保证线程安全的同时延迟初始化,推荐使用。枚举单例虽简洁但不常用,使用容器管理单例则能降低耦合度并方便管理。

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前言

在之前的博客中我们简单的介绍了单例模式,并且举例说明了其中的懒汉(不安全),饿汉(安全)的两种 不同的单例模式,现在我们来学习另外的5种单例模式。


一、懒汉模式(线程安全)

我们之前介绍的懒汉模式是线程不安全的,因为在单例模式中只存在一个实例,但是之前的懒汉模式在多线程中,唯一的一个实例容易被覆盖,导致信息错误。所以我们应该添加锁,使其成为线程安全的。

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

synchronized就是锁。
这种写法能够在多线程中很好的工作,但是每次调用getInstance方法时都需要进行同步,造成不必要的同步开销,而且大部分时候我们是用不到同步的,所以不建议用这种模式。

二、双重检查模式 (DCL)

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

DCL优点是资源利用率高,第一次执行getInstance时单例对象才被实例化,效率高。缺点是第一次加载时反应稍慢一些,在高并发环境下也有一定的缺陷,虽然发生的概率很小。DCL虽然在一定程度解决了资源的消耗和多余的同步,线程安全等问题,但是他还是在某些情况会出现失效的问题,也就是DCL失效,建议用静态内部类单例模式来替代DCL。

三、静态内部类单例模式

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

第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance,只有第一次调用getInstance方法时虚拟机加载SingletonHolder 并初始化sInstance ,这样不仅能确保线程安全也能保证Singleton类的唯一性,所以推荐使用静态内部类单例模式。

四、枚举单例

public enum Singleton {  
     INSTANCE;  
     public void doSomeThing() {  
     }  
 }  

默认枚举实例的创建是线程安全的,并且在任何情况下都是单例,上述讲的几种单例模式实现中,有一种情况下他们会重新创建对象,那就是反序列化,将一个单例实例对象写到磁盘再读回来,从而获得了一个实例。反序列化操作提供了readResolve方法,这个方法可以让开发人员控制对象的反序列化。在上述的几个方法示例中如果要杜绝单例对象被反序列化是重新生成对象,就必须加入如下方法:

private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
return singleton;
}

枚举单例的优点就是简单,但是大部分应用开发很少用枚举,可读性并不是很高,不建议用。

五、使用容器实现单例模式

public class SingletonManager { 
  private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String,Object>();
  private Singleton() { 
  }
  public static void registerService(String key, Objectinstance) {
    if (!objMap.containsKey(key) ) {
      objMap.put(key, instance) ;
    }
  }
  public static ObjectgetService(String key) {
    return objMap.get(key) ;
  }
}

用SingletonManager 将多种的单例类统一管理,在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例,并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作,降低了用户的使用成本,也对用户隐藏了具体实现,降低了耦合度。


总结

到这里七中写法都介绍完了,至于选择用哪种形式的单例模式,取决于你的项目本身,是否是有复杂的并发环境,还是需要控制单例对象的资源消耗。

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