Java设计模式之单例模式

那么我们为什么要学习这么枯燥的设计模式呢?
处理复杂业务时可以提高代码质量,提高复用性。
让代码结构清晰,易于维护,易于扩展。

单例模式是23种中最基础也是最简单的。

单例模式分两大类,懒汉式和饿汉式。大家看到其他的资料写6、7种的都是由这两种拓展的,并且拓展出来的有很多都是不建议使用的,所以本文我所先列出推荐使用的,然后后面我写出反例,并解释原因。

懒汉式单例模式:在类加载时不初始化。
饿汉式单例模式:在类加载时就完成了初始化,所以类加载比较慢,但获取对象的速度快。
这里让读者很好的区分什么懒什么饿做一个比喻:单例模式最终的目的是实例化一个唯一的对象,那么懒的意思就是虚拟机加载我时我也不初始化,我就等你调用我的时候我才new,所以懒。饿的意思是,这种方式很饥渴,想马上得到对象,所以虚拟机加载的时候就马上把对象new出来,等着被调用就可以了。

【饿汉式】
饿汉式第一种(静态常量),使用static修饰当jvm启动时就已经实例化了。

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


饿汉式第二种(静态代码块) ,与上面的没啥区别就是写法不同。

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

【懒汉式】
懒汉式第一种,当多个线程同时执行if (singleton == null)时,便产生多个实例,因此线程不安全,不可以使用。

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


懒汉式第二种,保证了线程安全,却因为效率太低不到万不得已不可以使用。

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


懒汉式第三种,两个线程都进入getInstance方法时,一条通过了(singleton == null) ,一条正在执行,那么也会产生多个实例,因此线程不安全,不可以使用。

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


懒汉式第四种(静态内部类)强烈推荐使用,类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们保证了线程的安全性,也能保证只在使用的时才实例化。

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


懒汉式第五种(双重检查加锁DCL)。

这里解释一下双重检测加锁,顾名思义,就是对变量进行多次判断,并使用同步,这种做法可以做到线程安全,但是效率并不高。使用双重检查操作的变量必须是volatile声明的,引用《Java并发编程实战》一句话:“volatile变量读取操作对性能通常只是略高于非volatile变量读取操作的性能。然而,DCL的这种使用方法已经被广泛的废弃了,因而它不是一种高效的优化措施。”

所以本人见解,DCL不推荐使用。

这也跟许多博客说的有差异,不过看过这本《Java并发编程实战》后你就会理解我说的话了。

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


【枚举】
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,可谓是很坚强的壁垒啊,不过,由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏,在实际工作中,我也很少看见有人这么写过。

还有一点需要说明,枚举类在jvm启动时便加载,而且枚举类里的变量最后实际都是被编译为静态变量了,Java中静态变量都是存储在Method Area。

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


由此可见,使用饿汉式是最安全最方便的方式,如果使用懒汉式,强烈建议使用静态内部类方式,无论在性能和线程安全都做都很好。

作者:

喜欢围棋和编程。

 
发布于 分类 编程标签

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