Java單例模式的七種寫法

第一種(懶漢,線程不安全):

public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

if (instance == null) {

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

}

第二種(懶漢,線程安全):

public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton (){}

public static synchronized Singleton getInstance() {

if (instance == null) {

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

}

這種寫法能夠在多線程中很好的工作,而且看起來它也具備很好的lazy loading,但是,遺憾的是,效率很低,99%情況下不需要同步。

第三種(餓漢):

public class Singleton {

private static Singleton instance = new Singleton();

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

return instance;

}

}

這種方式基于classloder機(jī)制,在深度分析Java的ClassLoader機(jī)制(源碼級(jí)別)和Java類的加載、鏈接和初始化兩個(gè)文章中有關(guān)于CLassload而機(jī)制的線程安全問題的介紹,避免了多線程的同步問題,不過,instance在類裝載時(shí)就實(shí)例化,雖然導(dǎo)致類裝載的原因有很多種,在單例模式中大多數(shù)都是調(diào)用getInstance方法, 但是也不能確定有其他的方式(或者其他的靜態(tài)方法)導(dǎo)致類裝載,這時(shí)候初始化instance顯然沒有達(dá)到lazy loading的效果。

第四種(餓漢,變種):

public class Singleton {

private Singleton instance = null;

static {

instance = new Singleton();

}

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

return this.instance;

}

}

表面上看起來差別挺大,其實(shí)更第三種方式差不多,都是在類初始化即實(shí)例化instance。

第五種(靜態(tài)內(nèi)部類):

public class Singleton {

private static class SingletonHolder {

private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

}

private Singleton (){}

public static final Singleton getInstance() {

return SingletonHolder.INSTANCE;

}

}

這種方式同樣利用了classloder的機(jī)制來保證初始化instance時(shí)只有一個(gè)線程,它跟第三種和第四種方式不同的是(很細(xì)微的差別):第三種和第四種方式是只要Singleton類被裝載了,那么instance就會(huì)被實(shí)例化(沒有達(dá)到lazy loading效果),而這種方式是Singleton類被裝載了,instance不一定被初始化。因?yàn)镾ingletonHolder類沒有被主動(dòng)使用,只有顯示通過調(diào)用getInstance方法時(shí),才會(huì)顯示裝載SingletonHolder類,從而實(shí)例化instance。想象一下,如果實(shí)例化instance很消耗資源,我想讓他延遲加載,另外一方面,我不希望在Singleton類加載時(shí)就實(shí)例化,因?yàn)槲也荒艽_保Singleton類還可能在其他的地方被主動(dòng)使用從而被加載,那么這個(gè)時(shí)候?qū)嵗痠nstance顯然是不合適的。這個(gè)時(shí)候,這種方式相比第三和第四種方式就顯得很合理。

第六種(枚舉):

public enum Singleton {

INSTANCE;

public void whateverMethod() {

}

}

這種方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不僅能避免多線程同步問題,而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對(duì)象,可謂是很堅(jiān)強(qiáng)的壁壘啊,在深度分析Java的枚舉類型----枚舉的線程安全性及序列化問題中有詳細(xì)介紹枚舉的線程安全問題和序列化問題,不過,個(gè)人認(rèn)為由于1.5中才加入enum特性,用這種方式寫不免讓人感覺生疏,在實(shí)際工作中,我也很少看見有人這么寫過。

第七種(雙重校驗(yàn)鎖):

public class Singleton {

private volatile static Singleton singleton;

private Singleton (){}

public static Singleton getSingleton() {

if (singleton == null) {

synchronized (Singleton.class) {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

}

}

return singleton;

}

}

總結(jié)

有兩個(gè)問題需要注意:

1.如果單例由不同的類裝載器裝入,那便有可能存在多個(gè)單例類的實(shí)例。假定不是遠(yuǎn)端存取,例如一些servlet容器對(duì)每個(gè)servlet使用完全不同的類裝載器,這樣的話如果有兩個(gè)servlet訪問一個(gè)單例類,它們就都會(huì)有各自的實(shí)例。

2.如果Singleton實(shí)現(xiàn)了java.io.Serializable接口,那么這個(gè)類的實(shí)例就可能被序列化和復(fù)原。不管怎樣,如果你序列化一個(gè)單例類的對(duì)象,接下來復(fù)原多個(gè)那個(gè)對(duì)象,那你就會(huì)有多個(gè)單例類的實(shí)例。單例與序列化的那些事兒

對(duì)第一個(gè)問題修復(fù)的辦法是:

private static Class getClass(String classname)

throws ClassNotFoundException {

ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

if(classLoader == null)

classLoader = Singleton.class.getClassLoader();

return (classLoader.loadClass(classname));

}

}

對(duì)第二個(gè)問題修復(fù)的辦法是:

public class Singleton implements java.io.Serializable {

public static Singleton INSTANCE = new Singleton();

protected Singleton() {

}

private Object readResolve() {

return INSTANCE;

}

}

對(duì)我來說,我比較喜歡第三種和第五種方式,簡(jiǎn)單易懂,而且在JVM層實(shí)現(xiàn)了線程安全(如果不是多個(gè)類加載器環(huán)境),一般的情況下,我會(huì)使用第三種方式,只有在要明確實(shí)現(xiàn)lazy loading效果時(shí)才會(huì)使用第五種方式,另外,如果涉及到反序列化創(chuàng)建對(duì)象時(shí)我會(huì)試著使用枚舉的方式來實(shí)現(xiàn)單例,不過,我一直會(huì)保證我的程序是線程安全的,而且我永遠(yuǎn)不會(huì)使用第一種和第二種方式,如果有其他特殊的需求,我可能會(huì)使用第七種方式,畢竟,JDK1.5已經(jīng)沒有雙重檢查鎖定的問題了。

不過一般來說,第一種不算單例,第四種和第三種就是一種,如果算的話,第五種也可以分開寫了。所以說,一般單例都是五種寫法。懶漢,惡漢,雙重校驗(yàn)鎖,枚舉和靜態(tài)內(nèi)部類。

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