Java中几种单例模式的实现
1、饿汉式
public class Apple {
private static Apple apple = new Apple();
private Apple() {
}
public static Apple getInstance() {
return apple;
}
}以上为饿汉式单例模式简单实现，此种方式不会产生线程不安全情况，且只会创建一个对象。
饿汉式单例有以下特点
- 私有构造。
- 静态私有属性和静态公有方法。
2、懒汉式
2.1、非线程安全
public class Banana {
private static Banana banana;
private Banana() {
}
public static Banana getInstance() {
if (banana == null) {
banana = new Banana();
}
return banana;
}
}如果有多个线程调用getInstance方法，都会进入if判断，从而造成重复实例化，不是真正的单例。
2.2、线程安全
public class Banana {
private static Banana banana;
private Banana() {
}
public static Banana getInstance() {
synchronized (Banana.class) {
if (banana == null) {
banana = new Banana();
}
}
return banana;
}
}上面的方式，虽然解决了线程安全问题，但是如果在初始化完成之后，每次调用获取还要再经过同步锁，多线程环境下会降低程序运行的效率。
2.3、双重检查
public class Banana {
private static Banana banana;
private Banana() {
}
public static Banana getInstance() {
if (banana == null) {
synchronized (Banana.class) {
if (banana == null) {
banana = new Banana();
}
}
}
return banana;
}
}第一层检查是只有实例还未初始化才进入同步锁，如果已经初始化完成就直接返回，这样可以提升效率。 第二层检查是为了防止前一个线程实例化之后释放锁，后面多个线程串行再去实例化，所以要加个判断。
2.4、volatile禁止指令重排序
public class Banana {
private static volatile Banana banana;
private Banana() {
}
public static Banana getInstance() {
if (banana == null) {
synchronized (Banana.class) {
if (banana == null) {
banana = new Banana();
}
}
}
return banana;
}
}因为apple = new Apple()创建对象有以下3个步骤：
- 在堆上开辟空间。
- 调用构造器，初始化实例。
- 返回地址给引用（让引用指向该对象）。
如果没有禁止指令重排序，可能发生的顺序为1->3->2，就是在内存上开辟空间后就直接返回地址给引用，这个时候还没真正的初始化完对象。等释放锁后，别的线程进入判断，这时候引用已经不是null了，直接拿去使用，其实这个对象在这个时候可能还是个半成品，那就有空指针异常了。
懒汉式单例有以下特点
- 私有构造。
- 静态私有属性和静态公有方法。
- 线程安全。
- 双重检查（为了兼顾效率和线程安全）。
- volatile禁止指令重排序（防止返回半初始化对象）。
3、静态内部类
public class Cherry {
private static class CherryHolder {
private static Cherry instance = new Cherry();
}
private Cherry() {
}
/**
* 当getInstance方法第一次被调用的时候，执行CherryHolder.instance，导致CherryHolder类得到初始化；
* 而这个类在装载并被初始化的时候，会初始化它的静态域，从而创建Cherry的实例，
* 由于是静态的域，因此只会在虚拟机装载类的时候初始化一次，并由虚拟机来保证它的线程安全性。
*/
public static Cherry getInstance() {
return CherryHolder.instance;
}
}静态内部类单例有以下特点
- 私有构造。
- 静态内部类持有静态变量作为单例的实例。
- 静态域由虚拟机初始化一次，保证线程安全。
4、枚举
public enum Durian {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("doSomething");
}
}枚举单例有以下特点
- 防止反射执行私有构造方法，会抛
NoSuchMethodException异常。 - 防止序列化，反序列化后还是同一个对象。
- 防止克隆，会抛
CloneNotSupportedException异常。
5、破坏单例的三种方式
- 反射
- 序列化
- 克隆
除了枚举，其它几种单例模式都会被以上3种方式破坏。解决方案如下：
防止反射 定义一个全局变量，当第二次创建的时候抛出异常。
private static boolean isCreate = false;
private Apple() {
// 防止反射对单例的破坏
if(isCreate) {
throw new RuntimeException("已然被实例化一次，不能再实例化");
}
isCreate = true;
}防止克隆破坏 重写clone()，直接返回单例对象。
@Override
protected Object clone() {
return apple;
}防止序列化破坏 添加readResolve()，返回单例对象。
private Object readResolve() {
return apple;
}参考链接
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原始发表：2021-05-27，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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