單例模式（Singleton）

單例模式（Singleton）是一種常用的設(shè)計(jì)模式。在Java應(yīng)用中，單例模式能保證在一個(gè)JVM中，該對(duì)象只有一個(gè)實(shí)例存在。這樣的模式有幾個(gè)好處：
1、某些類創(chuàng)建比較頻繁，對(duì)于一些大型的對(duì)象，這是一筆很大的系統(tǒng)開(kāi)銷。
2、省去了new操作符，降低了系統(tǒng)內(nèi)存的使用頻率，減輕GC壓力。
3、有些類如交易所的核心交易引擎，控制著交易流程，如果該類可以創(chuàng)建多個(gè)的話，系統(tǒng)完全亂了。（比如一個(gè)軍隊(duì)出現(xiàn)了多個(gè)司令員同時(shí)指揮，肯定會(huì)亂成一團(tuán)），所以只有使用單例模式，才能保證核心交易服務(wù)器獨(dú)立控制整個(gè)流程

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;} }

這種寫法lazy loading很明顯，但是致命的是在多線程不能正常工作。

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(lái)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)制避免了多線程的同步問(wèn)題，不過(guò)，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(méi)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(lái)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(lái)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(méi)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(méi)有被主動(dòng)使用，只有顯示通過(guò)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(wèn)題，而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對(duì)象，防止反射攻擊，可謂是很堅(jiān)強(qiáng)的壁壘啊，不過(guò)，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(jué)生疏，在實(shí)際工作中，我也很少看見(jiàn)有人這么寫過(guò)。

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;} }

這個(gè)是第二種方式的升級(jí)版，俗稱雙重檢查鎖定，詳細(xì)介紹請(qǐng)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(dá)到單例效果。

總結(jié)

有兩個(gè)問(wèn)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(wèn)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(lái)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。
對(duì)第一個(gè)問(wèn)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(wèn)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(lái)說(shuō)，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(lái)實(shí)現(xiàn)單例，不過(guò)，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(méi)有雙重檢查鎖定的問(wèn)題了。

不過(guò)一般來(lái)說(shuō)，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(kāi)寫了。所以說(shuō)，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。
我很高興有這樣的讀者，一起共勉。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java设计模式——单例模式的七种写法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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