java单例模式的正确写法

最新推荐文章于 2025-05-26 14:54:19 发布

永远的VC

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分类专栏：设计模式文章标签：单例 java

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本文详细介绍了单例模式的六种实现方式，包括懒汉式（线程不安全）、懒汉式（线程安全）、双重检验锁、双重检验锁（volatile）、饿汉式及静态内部类等，并探讨了每种方式的特点及适用场景。

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一、懒汉式（线程不安全）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}

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

介绍：线程不安全，在多线程情况下容易创建多个实例。

二、懒汉式（线程安全）

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

介绍：虽然线程安全，但是不够高效。

三、双重检验锁

public static Singleton getSingleton() {
    if (instance == null) {                         //Single Checked
        synchronized (Singleton.class) {
            if (instance == null) {                 //Double Checked
                instance = new Singleton();
            }
        }
    }
    return instance ;
}

介绍：双重检验锁机制比懒汉式（线程安全）要高效很多，因为它不用对instance不为空的情况进行同步。这段代码看起来似乎很完美，但很可惜，还是存在问题。instance=new Singleton() 这并非是一个原子性质的操作，事实上在JVM中做了如下三件事：

给instance分配内存
调用构造函数初始化成员变量
将instance对象指向分配的内存（此步骤完成instance即为非空）

但是在 JVM 的即时编译器中存在指令重排序的优化。也就是说上面的第二步和第三步的顺序是不能保证的，最终的执行顺序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2。如果是后者，则在 3 执行完毕、2 未执行之前，被线程二抢占了，这时 instance 已经是非 null 了（但却没有初始化），所以线程二会直接返回 instance，然后使用，然后顺理成章地报错。

四、双重检验锁（volatile）

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance; //声明成 volatile
    private Singleton (){}

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

介绍：使用 volatile 的原因是可以保证线程在本地不会存有 instance 的副本，每次都是去主内存中读取。这里使用volatile的一个主要原因就是volatile可以禁止JVM指令重排序。

五、饿汉式

public class Singleton{
    //类加载时就初始化
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

介绍：这种方法非常简单，因为单例的实例被声明成 static 和 final 变量了，在第一次加载类到内存中时就会初始化，所以创建实例本身是线程安全的。缺点是它不是一种懒加载模式。比如 Singleton 实例的创建是依赖参数或者配置文件的，在 getInstance() 之前必须调用某个方法设置参数给它，那样这种单例写法就无法使用了。

五、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; 
    }  
}

介绍：这种写法仍然使用JVM本身机制保证了线程安全问题；由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它是懒汉式的；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷；也不依赖 JDK 版本。

六、枚举

public enum EasySingleton {
	
	INSTANCE;
	
	EasySingleton(){
		
	}
	
}

介绍：我们可以通过EasySingleton.INSTANCE来访问实例，这比调用getInstance()方法简单多了。创建枚举默认就是线程安全的，所以不需要担心double checked locking，而且还能防止反序列化导致重新创建新的对象。