單例模式是一種常用的軟件設(shè)計模式。在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個被稱為單例的特殊類。通過單例模式可以保證系統(tǒng)中一個類只有一個實例。當(dāng)一個類的實例有且只可以有一個的時候就需要用到單例模式了。為什么只需要有一個呢？有人說是為了節(jié)約內(nèi)存，但這只是單例模式帶來的一個好處。只有一個實例確實減少內(nèi)存占用，可是我認為這不是使用單例模式的理由。我認為使用單例模式的時機是當(dāng)實例存在多個會引起程序邏輯錯誤的時候。比如類似有序的號碼生成器這樣的東西，怎么可以允許一個應(yīng)用上存在多個呢？

Singleton模式主要作用是保證在Java應(yīng)用程序中，一個類Class只有一個實例存在。 一般Singleton模式通常有以下五種形式: 第一種形式:懶漢式，線程不安全。 public class Singleton { //私有化屬性private static Singleton instance; //私有化構(gòu)造器private Singleton (){} //提供獲取單例的方法 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }

這種寫法是明顯的lazy loading，當(dāng)不需要用到單例對象的時候，不會實例化對象。但是致命的缺點是在多線程環(huán)境下不能正常工作。

第二種形式:懶漢式，線程安全。

public class Singleton { //私有化屬性private static Singleton instance; //私有化構(gòu)造器private Singleton (){} //提供了一個供外部訪問類的對象的靜態(tài)方法，可以直接訪問public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }

這種寫法既能夠在多線程環(huán)境中很好的工作，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。

第三種形式:餓漢式。

public class Singleton{//在類自己內(nèi)部定義自己的一個實例，只供內(nèi)部調(diào)用private static final Singleton instance = new Singleton();//私有化構(gòu)造器private Singleton(){}//這里提供了一個供外部訪問本類實例的靜態(tài)方法，可以直接訪問public static Singleton getInstance(){return instance;} }

這種方式基于classloder機制避免了多線程的同步問題，不過，instance在類裝載時就會被實例化，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，這時候初始化instance顯然沒有達到lazy loading的效果，所以餓漢式的缺點就是沒法實現(xiàn)懶加載。

第四種形式:靜態(tài)內(nèi)部類。

public class Singleton { //靜態(tài)內(nèi)部類private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } //私有化構(gòu)造器private Singleton (){}//提供一個供外部訪問本類實例的靜態(tài)方法public static final Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } }

這種方式同樣利用了classloder的機制來保證初始化instance時只有一個線程，它跟第三種方式不同的是（很細微的差別）：第三種方式是只要Singleton類被裝載了，那么instance就會被實例化（沒有達到lazy loading效果），而這種方式是Singleton類被裝載了，instance不一定被初始化。因為SingletonHolder類沒有被主動使用，只有顯示通過調(diào)用getInstance方法時，才會顯示裝載SingletonHolder類，從而實例化instance。想象一下，如果實例化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類加載時就實例化，因為我不能確保Singleton類還可能在其他的地方被主動使用從而被加載，那么這個時候?qū)嵗痠nstance顯然是不合適的。這個時候，這種方式相比第三種方式就顯得很合理。

第五種形式:雙重校驗鎖的形式。

public class Singleton { // private volatile static Singleton singleton; //私有化構(gòu)造器private Singleton (){}//提供一個供外部訪問本類實例的靜態(tài)方法 public static Singleton getSingleton() { if (singleton == null) { synchronized (Singleton.class) { if (singleton == null) { singleton = new Singleton(); } } } return singleton; } }

這個是第二種方式的升級版，俗稱雙重檢查鎖定，詳細介紹請查看：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html

在JDK1.5之后，雙重檢查鎖定才能夠正常達到單例效果。

總結(jié)

有兩個問題需要注意：

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

2.如果Singleton實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么這個類的實例就可能被序列化和復(fù)原。不管怎樣，如果你序列化一個單例類的對象，接下來復(fù)原多個那個對象，那你就會有多個單例類的實例。

對第一個問題修復(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)); } }

?對第二個問題修復(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; } }

第三種和第四種方式，簡單易懂，而且在JVM層實現(xiàn)了線程安全（如果不是多個類加載器環(huán)境），一般的情況下，我會使用第三種方式，只有在要明確實現(xiàn)lazy loading效果時才會使用第四種方式，另外，單例模式最重要的是一直要保證程序是線程安全的，所以我永遠不會使用第一種方式，如果有其他特殊的需求，我可能會使用第五種方式，畢竟，JDK1.5已經(jīng)沒有雙重檢查鎖定的問題了。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Kevin-mao/p/5969227.html

與50位技術(shù)專家面對面20年技術(shù)見證，附贈技術(shù)全景圖

總結(jié)

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

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