Java单例模式的七种写法

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Java:单例模式的七种写法

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,遗憾的是,效率很低,99%情况下不需要同步。

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classloder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,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用getInstance方法, 但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载,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,其实跟第三种方式差不多,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classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程,它跟第三种和第四种方式不同的是(很细微的差别):第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了,那么instance就会被实例化(没有达到lazy loading效果),而这种方式是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。想象一下,如果实例化instance很消耗资源,我想让他延迟加载,另外一方面,我不希望在Singleton类加载时就实例化,因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载,那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候,这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

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,个人认为由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏,在实际工作中,我也很少看见有人这么写过。

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;  
     }  
 } 

这个是第二种方式的升级版,俗称双重检查锁定,在JDK1.5之后,双重检查锁定才能够正常达到单例效果。

总结 有两个问题需要注意:

1、如果单例由不同的类装载器装入,那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取,例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类 装载器,这样的话如果有两个servlet访问一个单例类,它们就都会有各自的实例。

2、如果Singleton实现了java.io.Serializable接口,那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样,如果你序列化一个单例类的对象,接下来复原多个那个对象,那你就会有多个单例类的实例。

对第一个问题修复的办法是:

private static Class getClass(String classname)      
                                       throws ClassNotFoundException {     
    ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();     
    
    if(classLoader == null)     
       classLoader = Singleton.class.getClassLoader();     
    
    return (classLoader.loadClass(classname));     
 }     
}  

对第二个问题修复的办法是:

public class Singleton implements java.io.Serializable {     
 	
	public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     
	protected Singleton() {     
	      
	}     
	private Object readResolve() {     
          return INSTANCE;     
    }    
}   

不过一般来说,第一种不算单例,第四种和第三种就是一种,如果算的话,第五种也可以分开写了。所以说,一般单例都是五种写法。懒汉,恶汉,双重校验锁,枚举和静态内部类。

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