概念

引用維基百科對單例的說明：

單例模式，也叫單子模式，是一種常用的軟件設(shè)計模式。在應(yīng)用這個模式時，單例對象的類必須保證只有一個實例存在。

繼續(xù)引用維基百科的實現(xiàn)思路:

實現(xiàn)單例模式的思路是：一個類能返回對象一個引用(永遠是同一個)和一個獲得該實例的方法（必須是靜態(tài)方法，通常使用getInstance這個名稱）；當(dāng)我們調(diào)用這個方法時，如果類持有的引用不為空就返回這個引用，如果類保持的引用為空就創(chuàng)建該類的實例并將實例的引用賦予該類保持的引用；同時我們還將該類的構(gòu)造函數(shù)定義為私有方法，這樣其他處的代碼就無法通過調(diào)用該類的構(gòu)造函數(shù)來實例化該類的對象，只有通過該類提供的靜態(tài)方法來得到該類的唯一實例。

單例的思路就這么簡單，不像其他的設(shè)計模式那樣一般有幾個類。它只有一個類。

Java 中的單例實現(xiàn)

懶漢式與餓漢式

在討論 Java 的單例模式時，猿們一般會提到兩者實現(xiàn)方式：懶漢式 和 餓漢式 。為什么會有這兩種叫法？看了實現(xiàn)代碼后，相信您會忽然大悟。

餓漢式，我是餓漢，不能等，創(chuàng)建（類）時就要給我吃的（實例化對象），不然我會餓死：

public class Singleton{//創(chuàng)建類時就實例化出單例。private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();//使用私有的構(gòu)造器來阻止外部(其他代碼)實例化該對象private Singleton(){}//由于該類的構(gòu)造方法是私有的，只能在該類內(nèi)部實例化對象。因此必須提供一個靜態(tài)的公有方法作為出口，提供單例。public static Singleton getInstance(){return INSTANCE;} }

懶漢式， 我是懶漢，你叫我干活（給 INSTANCE new 一個單例）才干，懶是我的天性，這不能怪我:

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

OK，單例模式就是這么簡單，結(jié)束了。呵呵，真的結(jié)束了嗎？圖樣圖森破！

上面的兩個實現(xiàn)確實是實現(xiàn)了漢式和懶漢式。而且它們在單線程下能很好地運行。但如果我們把它們應(yīng)用在多線程下呢？試一下就知道，餓漢式依然堅挺，瀟灑應(yīng)對。但懶漢式就瞬間爆炸了！沒辦法誰叫你懶,出來混總是要還的。即使是代碼，懶也要付出代價～～開玩笑的^_^，爆炸的原因肯定不是懶的原因啦，是線程同步的問題，造成了非線程安全的懶漢式。

既然上面的懶漢式在多線程下爆炸了，我們就要去拯救它，總不能見死不救吧～～

多線程下懶漢式的自我拯救

知道懶漢式爆炸的原因時線程同步的問題，我們最簡單的拯救方法就是直接進行同步加鎖，創(chuàng)建線程安全的懶漢式：

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

通過簡單的對 getInstance 方法進行加鎖就可以把非線程安全的懶漢式改為線程安全的，簡單吧！但，正如天下沒免費的午餐一樣，如此簡單的拯救方法肯定是要付出代價的。因此這種實現(xiàn)方法會降低效率。

好吧，效率低下，我改還不行。經(jīng)過改改改后，我們又得出了另外一種線程安全懶漢式單例：雙重校驗鎖（Double-Checked Locking）

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

該方法比之前的線程安全懶漢式效率高的原因是，之前的實現(xiàn)方法每次獲取單例是都要進行同步，每一次只能有一個線程進入 getInstance 方法獲取實例；而該方法把同步塊縮小了，而且只在 INSTANCE 為 null 時才會進行同步訪問（也就是說只需要一次同步）。之后都不需要同步，可以并發(fā)地獲取實例。

很多人都知道，JDK 1.5 之前利用這種方法實現(xiàn)是有問題的。但在 JDK 1.5 后，Java 的內(nèi)存已經(jīng)修改了，該方法在 1.5 后能正常運行，可以放心使用。

其他的實現(xiàn)方法

使用靜態(tài)內(nèi)部類實現(xiàn)

public class Singleton{private static class SingletonHolder{private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}private Singleton(){}public static final Singleton getInstance(){return SingletonHolder.INSTANCE;} }

該方法利用了靜態(tài)內(nèi)部類的特性實現(xiàn)了類似與懶漢式的單例模式

（單元素的）枚舉實現(xiàn)

public enum Singleton{INSTANCE; }

枚舉實現(xiàn)的單例已經(jīng)簡單到不能再簡單了，可以直接使用 Singleton.INSTANCE 來獲取單例。它雖然簡單，但也是線程安全的實現(xiàn)方法，并且也是可序列化的。在 Effective Java 第二版里也推薦使用這種方法: 單元素的枚舉類型已經(jīng)成為實現(xiàn) Singleton 的最佳方法

單例在 Java 中的應(yīng)用

• Java.awt.Toolkit with getDefaultToolkit()
• Java.awt.Desktop with getDesktop()
• java.lang.Runtime

java.lang.Runtime 使用的單例（餓漢式，不涉及到線程安全）：

public class Runtime{private static Runtime currentRuntime = new Runtime();public static Runtime getRuntime(){return currentRuntime;}private Runtime(){}//... 其他方法 }

參考

維基百科
StackExchange
使用枚舉實現(xiàn)單例
Effective Java 第三條建議

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/averey/p/4499358.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单例模式（Singleton）小记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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