实现 Singleton 模式
2018-09-08 本文已影响0人
Rarestzhou
题目：设计一个类，只能生成该类的一个实例
单例模式的组成：
使用一个私有构造函数、一个私有静态变量以及一个公有静态函数来实现。
私有构造函数保证了不能通过构造函数来创建对象实例，只能通过公有静态函数返回唯一的私有静态变量
代码展示：
/**
* 单例模式
*/
public class SingletonDemo {
/**
* 单例模式，懒汉式，线程不安全
*/
public static class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}
/**
* 单例模式，饿汉式，线程安全
*/
public static class Singleton2 {
private static Singleton2 instance = new Singleton2();
private Singleton2() {
}
public static Singleton2 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton2();
}
return instance;
}
}
/**
* 单例模式，饿汉式，线程安全，多线程环境下效率不高
*/
public static class Singleton3 {
private static Singleton3 instance = null;
private Singleton3() {
}
public static synchronized Singleton3 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton3();
}
return instance;
}
}
/**
* 单例模式，饿汉式，变种，线程安全
*/
public static class Singleton4 {
private static Singleton4 instance;
static {
instance = new Singleton4();
}
private Singleton4() {
}
public static Singleton4 getInstance() {
return instance;
}
}
/**
* 单例模式，懒汉式，使用静态内部类，线程安全【推荐】
*/
public static class Singleton5 {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton5 INSTANCE = new Singleton5();
}
private Singleton5() {
}
public static Singleton5 getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
/**
* 使用枚举方式，线程安全【推荐】
*
* 枚举自己处理序列化
*/
public enum Singleton6 {
INSTANCE
}
/**
* 使用双重校验锁，线程安全【推荐】
*/
public static class Singleton7 {
private volatile static Singleton7 instance = null;
private Singleton7() {
}
public static Singleton7 getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton7.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton7();
}
}
}
return instance;
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Singleton.getInstance() == Singleton.getInstance());
System.out.println(Singleton2.getInstance() == Singleton2.getInstance());
System.out.println(Singleton3.getInstance() == Singleton3.getInstance());
System.out.println(Singleton4.getInstance() == Singleton4.getInstance());
System.out.println(Singleton5.getInstance() == Singleton5.getInstance());
System.out.println(Singleton6.INSTANCE == Singleton6.INSTANCE);
System.out.println(Singleton7.getInstance() == Singleton7.getInstance());
// 输出结果：全为 true
}
}
volatile 关键字的含义：
-
保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，新值对其他线程是立即可见的
-
禁止进行指令重排序
volatile 的不足：无法保证原子性
volatile 的使用条件：
-
对变量的写操作不依赖于当前值
-
该变量没有包含在具有其他变量的不变式中 (a <= b)
为什么使用枚举实现单例模式是最好的方法？
- 写法简单
public enum Singleton6 {
INSTANCE
}
-
枚举自己处理序列化
我们知道，以前的所有的单例模式都有一个比较大的问题，就是一旦实现了Serializable接口之后，就不再是单例得了，因为，每次调用 readObject()方法返回的都是一个新创建出来的对象，有一种解决办法就是使用readResolve()方法来避免此事发生。但是，为了保证枚举类型像Java规范中所说的那样，每一个枚举类型极其定义的枚举变量在JVM中都是唯一的，在枚举类型的序列化和反序列化上，Java做了特殊的规定。大概意思就是说，在序列化的时候Java仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中，反序列化的时候则是通过java.lang.Enum的valueOf方法来根据名字查找枚举对象。同时，编译器是不允许任何对这种序列化机制的定制的，因此禁用了writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法。
-
枚举实例创建是线程安全的
当一个Java类第一次被真正使用到的时候静态资源被初始化、Java类的加载和初始化过程都是线程安全的。所以，创建一个enum类型是线程安全的。
