单例模式的八种写法、单例和并发的关系-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了单例模式的八种写法、单例和并发的关系。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.单例模式的作用

为什么需要单例？

节省内存和计算
保证结果正确
方便管理

2.单例模式的适用场景

无状态的工具类：比如日志工具类，不管是在哪里使用，我们需要的只是它帮我们记录日志信息，除此之外，并不需要在它的实例对象上存储任何状态，这时候我们就只需要一个实例对象即可。
全局信息类：比如我们在一个类上记录网站的访问次数，我们不希望有的访问被记录在对象 A 上，有的却记录在对象 B 上，这时候我们就让这个类成为单例。

3.饿汉式

静态常量（可用）

/**
 * 饿汉式（静态常量）（可用）
 */
public class Singleton1 {

    // 由于加了static关键字，根据JVM的规定，在类加载的时候就会完成INSTANCE的实例化，这样就避免了线程同步问题
    private final static Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();

    // 构造函数是私有的
    private Singleton1() {

    }

    public static Singleton1 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

静态代码块（可用）

/**
 * 饿汉式（静态代码块）（可用）
 */
public class Singleton2 {

    private final static Singleton2 INSTANCE;

    // 与上一种写法类似，由JVM保证了线程安全
    static {
        INSTANCE = new Singleton2();
    }

    // 构造函数是私有的
    private Singleton2() {

    }

    public static Singleton2 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

4.懒汉式

线程不安全（不可用）

/**
 * 懒汉式（线程不安全）（不可用）
 */
public class Singleton3 {

    private static Singleton3 instance;

    // 构造函数是私有的
    private Singleton3() {

    }

    public static Singleton3 getInstance() {
        // 这种写法是线程不安全的，不可用
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton3();
        }
        return instance;
    }
}

同步方法（线程安全，但不推荐用）

/**
 * 懒汉式（线程安全）（不推荐用）
 */
public class Singleton4 {

    private static Singleton4 instance;

    // 构造函数是私有的
    private Singleton4() {

    }

    // 这种写法虽然是线程安全的，但是效率太低，不推荐用
    public synchronized static Singleton4 getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton4();
        }
        return instance;
    }
}

同步代码块（线程不安全，不可用）

/**
 * 懒汉式（线程不安全）（不可用）
 */
public class Singleton5 {

    private static Singleton5 instance;

    // 构造函数是私有的
    private Singleton5() {

    }

    public static Singleton5 getInstance() {
        // 这种写法并不是线程安全的，不可用
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton5.class) {
                instance = new Singleton5();
            }
        }
        return instance;
    }
}

双重检查 + volatile（推荐用）

优点：线程安全，延迟加载，效率较高。

/**
 * 双重检查 + volatile（推荐用）
 */
public class Singleton6 {

    // volatile防止重排序
    private volatile static Singleton6 instance;

    // 构造函数是私有的
    private Singleton6() {

    }

    public static Singleton6 getInstance() {
        // 双重检查保证线程安全
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton6.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton6();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

为什么要用 volatile？

新建对象 rs = new Resource() 实际上有 3 个步骤：

construct empty resource()
call constructor
assign to rs

如下图所示，重排序会带来NPE问题（NullPointerException, 空指针异常），而使用 volatile 可以防止重排序。

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静态内部类（推荐用）

/**
 * 静态内部类（线程安全，懒加载）（推荐用）
 */
public class Singleton7 {

    // 构造函数是私有的
    private Singleton7() {

    }

    // 由JVM的规定可知，这种写法同时满足了线程安全和懒加载两个优点
    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton7 INSTANCE = new Singleton7();
    }

    public static Singleton7 getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

枚举（推荐用）

单例模式的书写：

/**
 * 枚举（线程安全，懒加载）（推荐用）
 */
public enum Singleton8 {
    INSTANCE;

    public void whatever() {

    }
}

单例的使用：

Singleton8.INSTANCE.whatever();

哪种单例的实现方案最好？

Joshua Bloch 大神在《Effective Java》中明确表达过的观点：使用枚举实现单例的方法虽然还没有广泛采用，但是单元素的枚举类型已经成为实现 Singleton 的最佳方法。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-799856.html