Java几种单例模式的实现与利弊

饿汉式

提前new出来实例了,并不是在第一次调用get方法时才实例化,没有进行延迟加载

public class Singleton1 {
    private static Singleton1 instance = new Singleton1();

    private Singleton1(){}

    public static Singleton1 getInstance(){
        return instance;
    }
}

懒汉式——非线程安全版本

多线程环境下无法保证单例效果,会多次执行 instance=new Singleton(),需要考虑到多线程

public class Singleton2 {
    private static Singleton2 instance;

    private Singleton2(){}

    public static Singleton2 getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton2();
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式——同步代码块版

性能不高,同步范围太大,在实例化instacne后,获取实例仍然是同步的,效率太低,需要缩小同步的范围。

public class Singleton3 {
    private static Singleton3 instance;

    private Singleton3(){}

    public static synchronized Singleton3 getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton3();
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式——同步方法一层check版

缩小同步范围,来提高性能,但是让然存在多次执行instance=new Singleton()的可能,由此引出double check

https://www.jianshu.com/p/d53bf830fa09

方法:

  1. 实例方法,锁住的是实例,public synchronized void method()
  2. 静态方法,锁住的是类,public static synchronized void method()

代码块:

  1. 实例对象,锁住的是实例对象,synchronized(this){}
  2. class对象,锁住的是类对象,synchronized(xxx.class){}
  3. 任意对象, 实例对象的Object,string ss; synchronized(ss){}
public class Singleton4 {
    private static Singleton4 instance;

    private Singleton4(){}

    public static Singleton4 getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (instance){
                instance = new Singleton4();
            }
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式——double check版

避免的上面方式的明显缺点,但是java内存模型(jmm)并不限制处理器重排序,在执行instance=new Singleton();时,并不是原子语句。

public class Singleton5 {
    private static Singleton5 instance;

    private Singleton5(){}

    public static Singleton5 getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (instance){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton5();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

终极版——volatile防指令重排避免多线程出错

创建一个对象,实际是包括了下面三大步骤:

  1. 为对象分配内存
  2. 初始化实例对象
  3. 把引用instance指向分配的内存空间

这个三个步骤并不能保证按序执行,处理器会进行指令重排序优化,存在这样的情况:优化重排后执行顺序为:1,3,2, 这样在线程1执行到3时,instance已经不为null了,线程2此时判断instance!=null,则直接返回instance引用,但现在实例对象还没有初始化完毕,此时线程2使用instance可能会造成程序崩溃。

public class Singleton6 {
    private static volatile Singleton6 instance;

    private Singleton6(){}

    public static Singleton6 getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (instance){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton6();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式——静态内部类

静态内部类实现的懒汉式.

静态部分依赖于类,而不是对象,因此会优先于对象加载。类执行的顺序:

  1. 静态属性、静态方法声明、静态块
  2. 动态属性、普通方法声明、普通代码块
  3. 构造方法
public class Singleton7 {
    private Singleton7(){}

    public static Singleton7 getInstance(){
        return InstanceHolder.instance;
    }

    static class InstanceHolder{
        private static Singleton7 instance = new Singleton7();
    }
}

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