java设计模式之单例模式的几种实现方式

偏执的太偏执、 2022-12-18 15:59 238阅读 0赞

1、懒汉模式，线程不安全

*  是否Lazy初始化：是
 *  是否多线程安全：否
 *  实现难度：易

描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。这种方式lazy loading很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。

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

2、懒汉式，线程安全

*  是否Lazy初始化：是
 *  是否多线程安全：是
 *  实现难度：易

描述：这种方式具备很好的lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，大部分情况下不需要同步。

优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。

缺点：必须加锁synchronized才能保证单例，但加锁会影响效率。

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

3、饿汉式

*  是否Lazy初始化：否
 *  是否线程安全：是
 *  实现难度：易

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。

优点：没有加锁，执行效率会提高。

缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

它基于classloader机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是 调用getInstance方法，但是也不能确定有其他的方式（或者静态方法）导致类装载，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。

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

4、双检锁/双重校验锁（DCL，即double-checked locking）

*  是否Lazy初始化：是
 *  是否多线程安全：是
 *  实现难度：较复杂

描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持较高性能。

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

5、登记式/静态内部类

*  是否Lazy初始化：是
 *  是否多线程安全：是
 *  实现难度：一般

描述：这种方式能达到双检索一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检索方式。这种方式只适用于静态域情况，双检索方式可在实例域需要延迟初始化时使用。

这种方式同样利用了classloader机制来保证初始化instance时只有一个线程，它和第三种方式不同的是，第三种方式只要Singleton类被加载了，那么instance就会被实例化，而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有通过显式调用getInstance方法时，才会显式装载SingletonHolder类，从而实例化instance。

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

6、枚举

*  是否Lazy初始化：否
 *  是否多线程安全：是
 *  实现难度：易

描述：这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。

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