《JAVA设计模式》——单例模式及其七种写法

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概述

大家都知道，在windows系统里只能打开一个“任务管理器”。同理，在程序开发中，需要某些类只能创建一个对象，因为随意创建这些类的对象没有任何意义，甚至造成系统性能下降（因为频繁地创建对象、回收对象带来的系统开销问题）。这时用到了一种常用的软件设计模式“单例模式”，通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的一个类只有一个实例。通常单例模式在Java语言中，有两种构建方式：

  • 懒汉方式。指全局的单例实例在第一次被使用时构建。
  • 饿汉方式。指全局的单例实例在类装载时构建。

第一种（懒汉，线程不安全）：

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

这种写法lazy loading很明显，但是致命的是在多线程不能正常工作。

第二种（懒汉，线程安全）：

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

这种写法能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是效率低。

第三种（饿汉）：

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
        return instance;  
    }  
}

这种方式基于class loder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。

第四种（饿汉，变种）：

public class Singleton {  
    private Singleton instance = null;  
    static {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
        return this.instance;  
    }  
}

表面上看起来差别挺大，其实更第三种方式一样 ，都是在类初始化即实例化instance。

第五种（静态内部类）：

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

这种方式同样利用了class loder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，但它跟第三、四种方式不同的是：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。

第六种（枚举）：

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

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，不过必须要JDK1.5以上。

第七种（双重校验锁）：

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;  
    }  
}

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