单例模式的实现方式

た入场券 2022-05-12 06:16 183阅读 0赞

## 饿汉式 ##

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

注意：必须是私有构造方法，防止不会被其他代码实例化。这种实现唯一的不足是不能实现延迟加载。

## 懒汉式-不同步 ##

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

注意：这种实现没有考虑多线程的情况，需要做同步处理，否则多线程会导致产生多个实例。

## 懒汉式-同步 ##

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

注意：这种实现考虑了多线程的情况，但是由于做了同步，会导致性能较差（相对于饿汉式）。

## 懒汉式改造 ##

public class StaticSingleton { 
        private StaticSingleton() {}
        private static class SingletonHolder { 
            private static StaticSingleton instance = new StaticSingleton();
        }
        public static StaticSingleton getInstance() {
            return SingletonHolder.instance;
        }
    }

在这种实现中，使用内部类来维护单例的实例。当StaticSingleton被实例化时，其内部类并不会实例化。当getInstance()方法被调用时，才会加载SingletonHolder，从而初始化instance。  
同时，由于实例的建立，是在类加载时完成的，所以天生对多线程友好。getInstance()方法也不需要同步关键字。  
因此，这种实现既做到了延迟加载，又不用使用同步关键字。

## 使用枚举 ##

/** * @author j.tommy * @version 1.0 * @date 2018/8/7 */
    public class SingleObject { 
    
        private SingleObject() {
    
        }
    
        private enum SingletonInstance {
            INSTANCE;
            private SingleObject instance;
    
            //JVM会保证此方法绝对只调用一次
            SingletonInstance() {
                instance = new SingleObject();
            }
    
            public SingleObject getInstance() {
                return instance;
            }
        }
    
        public static SingleObject getInstance() {
            return SingletonInstance.INSTANCE.getInstance();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            // 测试100个线程获取单例实例对象是否是同一个。
            IntStream.rangeClosed(1,100).forEach(i -> new Thread("t-"+i){
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + SingleObject.getInstance());
                }
            }.start());
        }
    }

## 确保反序列化仍然得到单例对象 ##

通常，使用上面的方式创建的单例已经能确保是唯一的实例。但仍然有例外情况生成多个实例。比如，通过反射机制，强行调用类的私有构造方法。或者对象序列化/反序列化。  
实现序列化接口的单例类：

测试

SerSingleton s1 = SerSingleton.getInstance();
    // 将单例对象串行化到文件
    String filepath = "d:/SerSingleton.txt";
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filepath));
    oos.writeObject(s1);
    oos.flush();
    oos.close();
    System.out.println(s1);
    // 从文件读出原有的单例对象
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filepath));
    SerSingleton s2 = (SerSingleton) ois.readObject();
    ois.close();
    System.out.println(s2);
    System.out.println(s1 == s2);

测试结果：  
![2110772.jpg][]  
可以看到，经过反序列化后产生了不同的实例。

我们现在对SerSinglton增加一个readResolve()方法：

public class SerSingleton implements Serializable { 
        private static SerSingleton instance = new SerSingleton();
        private SerSingleton() {}
        public static SerSingleton getInstance() {
            return instance;
        }
        private Object readResolve() { // 阻止生成新的实例，总是返回当前对象。
            return instance;
        }
    }

再次测试：  
![79542677.jpg][]  
可以看到，经过反序列化后得到的仍然是同一个实例对象。  
事实上，在实现了私有的readResolve()方法后，readObject已经形同虚设，它直接使用了readResolve()替换了原本的返回值，从而在形式上构造了单例。

实际使用建议使用静态内部类或枚举的方式，既能保证延迟初始化，又是线程安全的。

参考：《Java程序性能优化-让你的Java程序更快、更稳定》(葛一宁等编著)》

[2110772.jpg]: http://omh46px9n.bkt.clouddn.com/17-9-3/2110772.jpg
[79542677.jpg]: http://omh46px9n.bkt.clouddn.com/17-9-3/79542677.jpg