Java單例模式的幾種實現

 

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一：靜態內部類實現單例模式

　　原理：通過一個靜態內部類定義一個靜態變量來持有當前類實例，在類加載時就創建好，在使用時獲取。

　　缺點：無法做到延遲創建對象，在類加載時進行創建會導致初始化時間變長。

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

 

二：餓漢模式

　　原理：創建好一個靜態變量，每次要用時直接返回。

　　缺點：無法做到延遲創建對象，在類加載時進行創建會導致初始化時間變長。

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

 

 

 

三：懶漢模式

　　原理：延遲創建，在第一次用時才創建，之后每次用到就返回創建好的。

　　缺點：由於synchronized的存在，多線程時效率很低。

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

 

 

四：雙重校驗鎖懶漢模式

　　原理：在getSingleton()方法中，進行兩次null檢查。這樣可以極大提升並發度，進而提升性能。

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton = null;//使用valatile，使該變量能被所有線程可見
 
    private Singleton(){}
 
    public static Singleton getSingleton(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){//初始化時，加鎖創建
                if(singleton == null){//為避免在加鎖過程中被其他線程創建了，再作一次非空校驗
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }    

 

五：上述4種方式實現單例模式的缺點

　　1、反序列化對象時會破環單例

　　反序列化對象時不會調用getXX()方法，於是繞過了確保單例的邏輯，直接生成了一個新的對象，破環了單例。

　　解決辦法是：重寫類的反序列化方法，在反序列化方法中返回單例而不是創建一個新的對象。

public class Singleton implements java.io.Serializable {     
   public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     
 
   protected Singleton() {     
   }  
 
   //反序列時直接返回當前INSTANCE
   private Object readResolve() {     
            return INSTANCE;     
      }    
}

　　2、在代碼中通過反射機制，直接調用類的私有構造函數創建新的對象，會破環單例

　　解決辦法是：維護一個volatile的標志變量在第一次創建實例時置為false；重寫構造函數，根據標志變量決定是否允許創建。

private static volatile  boolean  flag = true;
private Singleton(){
    if(flag){
    flag = false;   //第一次創建時，改變標志
    }else{
        throw new RuntimeException("The instance  already exists ！");
    }

六：枚舉模式實現單例——將單例維護在枚舉類中作為唯一實例

　　原理：定義枚舉類型，里面只維護一個實例，以此保證單例。每次取用時都從枚舉中取，而不會取到其他實例。

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

　　優點：

　　1）使用SingletonEnum.INSTANCE進行訪問，無需再定義getInstance方法和調用該方法。

　　2）JVM對枚舉實例的唯一性，避免了上面提到的反序列化和反射機制破環單例的情況出現：每一個枚舉類型和定義的枚舉變量在JVM中都是唯一的。　

　　　 原因：枚舉類型在序列化時僅僅是將枚舉對象的name屬性輸出到結果中，反序列化的時候則是通過java.lang.Enum的valueOf方法來根據名字查找枚舉對象。

　　　　　　同時，編譯器禁止重寫枚舉類型的writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法。