Java单例模式的几种实现

 

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一：静态内部类实现单例模式

　　原理：通过一个静态内部类定义一个静态变量来持有当前类实例，在类加载时就创建好，在使用时获取。

　　缺点：无法做到延迟创建对象，在类加载时进行创建会导致初始化时间变长。

public class SingletonInner {
    private static class Holder {
        private static SingletonInner singleton = new SingletonInner();
    }
 
    private SingletonInner(){}
 
    public static SingletonInner getSingleton(){
        return Holder.singleton;
    }

 

二：饿汉模式

　　原理：创建好一个静态变量，每次要用时直接返回。

　　缺点：无法做到延迟创建对象，在类加载时进行创建会导致初始化时间变长。

public class SingletonHungry {
 
    private static SingletonHungry instance = new SingletonHungry();
 
    private SingletonHungry() {
    }
 
    public static SingletonHungry getInstance() {
        return instance;
    }

 

 

 

三：懒汉模式

　　原理：延迟创建，在第一次用时才创建，之后每次用到就返回创建好的。

　　缺点：由于synchronized的存在，多线程时效率很低。

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

 

 

四：双重校验锁懒汉模式

　　原理：在getSingleton()方法中，进行两次null检查。这样可以极大提升并发度，进而提升性能。

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton = null;//使用valatile，使该变量能被所有线程可见
 
    private Singleton(){}
 
    public static Singleton getSingleton(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){//初始化时，加锁创建
                if(singleton == null){//为避免在加锁过程中被其他线程创建了，再作一次非空校验
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }    

 

五：上述4种方式实现单例模式的缺点

　　1、反序列化对象时会破环单例

　　反序列化对象时不会调用getXX()方法，于是绕过了确保单例的逻辑，直接生成了一个新的对象，破环了单例。

　　解决办法是：重写类的反序列化方法，在反序列化方法中返回单例而不是创建一个新的对象。

public class Singleton implements java.io.Serializable {     
   public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     
 
   protected Singleton() {     
   }  
 
   //反序列时直接返回当前INSTANCE
   private Object readResolve() {     
            return INSTANCE;     
      }    
}

　　2、在代码中通过反射机制，直接调用类的私有构造函数创建新的对象，会破环单例

　　解决办法是：维护一个volatile的标志变量在第一次创建实例时置为false；重写构造函数，根据标志变量决定是否允许创建。

private static volatile  boolean  flag = true;
private Singleton(){
    if(flag){
    flag = false;   //第一次创建时，改变标志
    }else{
        throw new RuntimeException("The instance  already exists ！");
    }

六：枚举模式实现单例——将单例维护在枚举类中作为唯一实例

　　原理：定义枚举类型，里面只维护一个实例，以此保证单例。每次取用时都从枚举中取，而不会取到其他实例。

public enum  SingletonEnum {
    INSTANCE;
    private String name;
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }

　　优点：

　　1）使用SingletonEnum.INSTANCE进行访问，无需再定义getInstance方法和调用该方法。

　　2）JVM对枚举实例的唯一性，避免了上面提到的反序列化和反射机制破环单例的情况出现：每一个枚举类型和定义的枚举变量在JVM中都是唯一的。　

　　　 原因：枚举类型在序列化时仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中，反序列化的时候则是通过java.lang.Enum的valueOf方法来根据名字查找枚举对象。

　　　　　　同时，编译器禁止重写枚举类型的writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法。