【云+社区年度征文】设计模式-单例模式（五种实现方法详解）
原创【云+社区年度征文】设计模式-单例模式（五种实现方法详解）
原创
单例模式，属于创建类型的一种常用的软件设计模式。通过单例模式的方法创建的类在当前进程中只有一个实例（根据需要，也有可能一个线程中属于单例，如：仅线程上下文内使用同一个实例）。就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。
就是类在内存中只能存在一个实例对象
饿汉式
所谓饿汉式，就是直接创建出类的实例化，然后用private私有化，对外只用静态方法暴露。
静态变量
步骤
1) 构造器私有化
2) 类的内部创建对象
3) 向外暴露一个静态的公共方法
优点 | 缺点 |
|---|---|
写法简单，在类装载的时完成实例化，避免了线程同步问题 | 类装载时完成实例化，没有达到LazyLoading的效果，若该实例从未使用，则会造成内存浪费 |
class Singleton {
//私有化构造器
private Singleton() {
}
//内部创建对象实例
private final static Singleton instance = new Singleton();
//对外公有的静态方法
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}静态代码块
将类的实例化放到静态代码块中的写法，基本同上。
class Singleton { //静态代码块
//私有化构造器
private Singleton() {}
//内部创建对象实例
private static Singleton instance;
static { // 在静态代码块中，创建单例对象
instance = new Singleton();
}
//对外公有的静态方法
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}测试代码（后面都可使用这个测试代码，不在赘述运行截图，可以自己试试）：
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
懒汉式
所谓懒汉式，就是在需要调用的时候再创建类的实例化。
线程不安全
起到了懒加载效果，但是只能在单线程使用，多线程会不安全，因为当多个线程并发同时判断instance为空时，就会相应的实例化多个对象。
class Singleton { //线程不安全
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() { //调用时才实例化对象，懒汉式
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}线程安全
上面线程不安全，那上锁不就好了，使用synchronized关键字。
这样虽然解决了线程安全，但其实实例化操作只做一次，而获取实例(即getInstance)的操作是很多次的，把调用的方法加上同步，会大大降低效率。
class Singleton { //线程安全
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
//synchronized同步处理
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}双重检查
上面代码效率低，那判断一下有没有实例化不就好了，若没有实例化则用同步方法new一个，否则直接return即可。即所谓的双重检查。
需要用到关键字volatile，防止指令重排。如果不用volatile关键字，就会和线程不安全情形一样，在if判断那会有并发。
class Singleton { //双重检查
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) { //判断是否实例化
synchronized (Singleton.class) {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance; //否则直接return
}
}这样既实现了懒加载，又保证了线程安全。
静态内部类
静态内部类在外部类装载时不会实例化，当调用的时候才会装载并实例化，且JVM保证了其装载时的线程安全性。也能保证懒加载和线程安全，有点像自带版的双重检查。
class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
//静态内部类,包含一个静态属性：Singleton
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//对外公有的静态方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
public static synchronized Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}枚举
其实，使用枚举也能实现单例模式，不仅能避免多线程同步问题，也能防止反序列化重新创建新的对象。
enum Singleton {
INSTANCE; //属性
public void say() {
System.out.println("记得三连~");
}
}对应测试：
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println(instance1.hashCode());
System.out.println(instance2.hashCode());
instance.say();
}
小结
单例模式使用的场景：
- 需要频繁的进行创建和销毁的对象
- 创建对象时耗时过多或耗费资源过多(重量级对象)
- 经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(数据源、session工厂)
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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