Java--单例模式7种实现

亦凉 2022-05-31 03:25 168阅读 0赞

**第一种，线程不安全（懒汉模式）**

1 public class Singleton1 {
     2     private static Singleton1 instance;
     3     private Singleton1(){}
     4     public static Singleton1 getInstance(){
     5         if(instance == null){
     6             instance = new Singleton1(); 7  } 8 return instance; 9  } 10 }

lazy loading，但是多线程不安全。不推荐。

**第二种，线程安全（懒汉模式）**

1 public class Singleton2 {
     2     private static Singleton2 instance;
     3     private Singleton2(){}
     4     public static synchronized Singleton2 getInstance(){
     5         if(instance == null){
     6             instance = new Singleton2(); 7  } 8 return instance; 9  } 10 }

lazy loading，线程安全，但是效率极其低下，同步锁锁的是对象，每次取对象都有加锁，因此不推荐，性能很低。

**第三种，线程安全（饿汉模式）**

1 public class Singleton3 {
    2     private static Singleton3 instance = new Singleton3();
    3     private Singleton3(){}
    4     public static synchronized Singleton3 getInstance(){
    5         return instance;
    6  } 7 }

这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。不推荐。

**第四种，线程安全（饿汉模式）**

1 public class Singleton4 {
     2     private static Singleton4 instance ;
     3     static {
     4         instance = new Singleton4();
     5     }
     6     private Singleton4(){}
     7     public static synchronized Singleton4 getInstance(){
     8         return instance;
     9     }
    10 }

等同于第三种

**第五种，线程安全（静态内部类）**

1 public class Singleton5 {
    2     private Singleton5(){}
    3     public static synchronized Singleton5 getInstance(){
    4         return SingletonHolder.instance;
    5     }
    6     private static class SingletonHolder{
    7         private static Singleton5 instance = new Singleton5();
    8     }
    9 }

这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

**第六种，线程安全（枚举类）**

1 public enum Singleton6 {
    2     INSTANCE;
    3     public void whateverMethod(){}
    4 }

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，推荐！

**第七种，线程安全（双重校验模式）**

1 public class Singleton7 {
     2     private static Singleton7 instance;
     3     private Singleton7(){}
     4     public static synchronized Singleton7 getInstance(){
     5         if(instance == null){
     6             synchronized (Singleton7.class){
     7                 if(instance ==null){
     8                     instance = new Singleton7();
     9                 }
    10             }
    11         }
    12         return instance;
    13     }
    14 
    15 }

最常用的一种。

**总结**

有两个问题需要注意：

1、如果单例由不同的类装载器装入，那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取，例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类  装载器，这样的话如果有两个servlet访问一个单例类，它们就都会有各自的实例。

2、如果Singleton实现了java.io.Serializable接口，那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样，如果你序列化一个单例类的对象，接下来复原多个那个对象，那你就会有多个单例类的实例。

对第一个问题修复的办法是：

1  private static Class getClass(String classname) throws ClassNotFoundException {
    2         ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
    3 
    4         if (classLoader == null)
    5             classLoader = Singleton.class.getClassLoader();
    6 
    7         return (classLoader.loadClass(classname));
    8     }

对第二个问题修复的办法是：

重写readResolve()方法。防止反序列化获取多个对象的漏洞。

无论是实现Serializable接口，或是Externalizable接口，当从I/O流中读取对象时，readResolve()方法都会被调用到。  实际上就是用readResolve()中返回的对象直接替换在反序列化过程中创建的对象。