单例模式

2018-05-25 本文已影响11人小昭文

单例模式是确保只有一个类的实例，这个唯一实例可以在全局访问。单例模式一般的作用范围是在一个classLoader范围内，也就是一个应用级别。

根据具体的业务需求，例如当前登录用户，我们在程序中任何地方访问的都是这个用户。或者一些资源消耗比较大的实例，我们不想频繁的去创建。

image.jpeg

饿汉模式

// 饿汉模式
public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton() {

    }

    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

优点：

线程安全，写法简单

缺点：

一上来就初始化，不是按需加载的；
无法干预单例的初始化；
任何静态成员的访问，都会触发单例的构造

如果所需的单例占用的资源很少，并且也不依赖于其他数据，并且在项目中一定会使用到的实例，可以使用这种方式。

image.jpeg

懒汉模式

模式1：非线程安全的

最基本的懒汉模式

// 懒汉模式，不是线程安全的
public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    /**
     * 私有化构造函数防止外界实例化
     */
    private Singleton() {
        /**防止使用反射来实例化*/
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("实例已经存在");
        }
    }

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

缺点：

非线程安全的

模式2：简单粗暴的线程安全

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    /**
     * 私有化构造函数防止外界实例化
     */
    private Singleton() {
        /**防止使用反射来实例化*/
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("实例已经存在");
        }
    }
    // 和模式1相比对了关键字：synchronized
    public synchronized static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

缺点：

保证了线程安全，我们想要的只是首次实例化时锁定，这种方式每次都会锁定，效率不高。

模式3：双重检验线程安全

public class Singleton {

    /**
     * 添加了volatile关键字，是为了限制处理器进行指令优化重排，防止出现异常的情况
     */
    private static volatile Singleton instance;

    /**
     * 私有化构造函数防止外界实例化
     */
    private Singleton() {
        /**防止使用反射来实例化*/
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("实例已经存在");
        }
    }

    /**
     * 双重判断，保证线程安全
     */
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

优点：

是线程安全的

image.png

静态内部类

public class Singleton {
    private Singleton() {

    }

    public static Singleton getInstance() {
        return HelperHolder.INSTANCE;
    }

    private static class HelperHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
}

优点：

线程安全的，兼顾了饿汉模式和懒汉模式的优点
写法简单

image.png

破坏单例手段：反射和序列化

1、反射的方式，可以在构造函数中写判断。

     **
     * 私有化构造函数防止外界实例化
     */
    private DoubleCheckingThreadSafe() {
        /**防止使用反射来实例化*/
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("Already initialized.");
        }
    }

2、反序列化，使用readResolve方法

    // 不添加该方法则会出现 反序列化时出现多个实例的问题
    public Object readResolve() {
        return instence;
    }

终极武器