Java單例模式的6種寫法

在Java中，單例有很多種寫法，面試時，手寫代碼環節，除了寫算法題，有時候也會讓手寫單例模式，這里記錄一下單例的幾種寫法和優缺點。

• 初級寫法
• 懶漢式
• 餓漢式
• 雙鎖檢驗
• 內部類
• 枚舉式

1.初級寫法

public class Singleton {

    private static Singleton singleton = null;

    public Singleton() {
    }

    /**並發下會產生多個實例*/
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

 上面這種寫法，在並發環境下，會出現多個實例。

2.懶漢式

我們優化上面的代碼，遇到並發，很容易想到加鎖，把獲取對象的方法加上關鍵字synchronized，這種寫法稱為懶漢式單例，如下：

public class BSingleton {
    
    private static BSingleton bSingleton;

    private BSingleton() {
    }

    /**
     * 整個方法鎖住了，效率較低
     * @return
     */
    public synchronized static BSingleton getbSingleton(){
        if(bSingleton == null){
            bSingleton = new BSingleton();
        }
        return bSingleton;
    }
}

懶漢式的特點是，用到這個實例時才去調用方法實例化。但是，我們把整個方法都同步了，效率很低下，我們可以繼續優化，只在創建實例的地方加上同步，參考5雙鎖檢驗。

3.餓漢式

餓漢式的特點是：類在加載時就直接初始化了實例。即使沒用到，也會實例化，因此，也是線程安全的單例模式。

public class ESingleton {

    /**類在加載的時候直接進行初始化*/
    private static final ESingleton ESINGLETON = new ESingleton();

    private ESingleton() {}

    /**對外暴露唯一接口  提供單例對象*/
    public static ESingleton geteSingleton(){
        return ESINGLETON;
    }
}

4.雙鎖檢驗

雙重非空判斷，new對象前加一次鎖。

volatile關鍵字，考慮的是，new關鍵字在虛擬機中執行時其實分為很多步驟，具體原因可以參考深入理解java虛擬機一書（考慮的是這個new關鍵字字節碼執行時是非原子性的），而volatile關鍵字可以防止指令重排。

public class SynchronizedSingleton {

    /**volatile防止指令重排*/
    private static volatile SynchronizedSingleton singleton;

    private SynchronizedSingleton() {
    }

    /**只是在實例為空時才進行同步創建
     * 為什么做了2次判斷？
     * A線程和B線程同時進入同步方法0
     * 然后都在1位置處判斷了實例為null
     * 然后都進入了同步塊2中
     * 然后A線程優先進入了同步代碼塊2中（B線程也進入了），然后創建了實例
     * 此時，如果沒有3處的判斷，那么A線程創建實例同時，B線程也會創建一個實例
     * 所以，還需要做2次判斷
     * */
    public static SynchronizedSingleton getInstance(){//0
        if(singleton == null){//1
            synchronized (SynchronizedSingleton.class){//2
                if(singleton == null){//3
                    singleton = new SynchronizedSingleton();//4
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

5.內部類

public class Singleton {

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

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

優點：由於靜態內部類跟外部類是平級的，所以外部類加載的時候不會影響內部類，因此實現了lazy loading, 同時也是利用靜態變量的方式，使得INSTANCE只會在SingletonHolder加載的時候初始化一次，從而保證不會有多線程初始化的情況，因此也是線程安全的。

6.枚舉式

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

 這是知名書籍Java Effective推薦的單例實現方式，這種代碼最簡練，並且天生線程安全。

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