单例模式:确保某要给类只有一个实例,并提供一个全局访问带你来访问这个实例。
//饿汉模式:(线程安全) public class Singleton1 { // 静态私有成员变量 private static Singleton1 instance = new Singleton1(); // 私有构造函数 private Singleton1() { } // 静态公有工厂方法,返回唯一实例 public static Singleton1 getInstance() { return instance; } }
// 懒汉模式:(线程不安全,需要通过双重检查锁定机制控制)(双检锁) public class Singleton2 { // 静态私有成员变量 private static Singleton2 instance = null; // 私有构造函数 private Singleton2() { } // 静态公有工厂方法,判断成员变量是否为空,不为空则实例化 public static Singleton2 getInstance() { if(instance == null) instance = new Singleton2(); return instance; } }
优缺点:
饿汉模型不需要考虑线程安全问题,调用速度和访问速度优于懒汉模型,但是由于它不管是是否被调用都会提前创建类的实例,所以资源利用率比较低,系统加载时间比较长。
懒汉模式实现了延迟加载,但是需要克服多线程同时访问的问题,需要通过双检锁(双重检查锁定机制)来进行控制,导致性能受到一定影响。
假设有两个线程AB,其中A执行到检查方法,判断实例为空null,那么A会得到ture的结果,但是B线程运行,也有可能出现判断实例为空null的情况,那么两个线程都会执行instance = new Singleton();从而创建了两个实例。
为了避免以上这种尴尬的情况,需要将这两行代码加上同步锁。但这还不够完美,每次调用函数得到实例都要试图加上一个同步锁(类锁),而加锁是一个非常耗时的操作,没有必要的情况下应该尽量避免。基于这种想法,我们可以在加锁前再次判断实例是否为空。这就是双重检查锁定机制。
还有一点,定义 instance 变量时需要使用 volatile 进行修饰,因为需要保证 instance 变量发生修改后可以及时将结果刷新到主内存中,对其他线程可见。
public class Singleton3 { // 私有静态成员变量 private static volatile Singleton3 instance = null; // 私有构造函数 private Singleton3() { } // 共有静态工厂方法 public static Singleton3 getInstance() { // 判断 instance 是否为空,为空->加锁,创建实例(为了进程安全,再次判断),不为空->返回实例 if(instance == null) { synchronized (Singleton3.class) { if(instance == null) instance = new Singleton3(); } } return instance; } }
public class Singleton{ //私有构造函数 private Singleton(){ } //静态内部类 private static class HolderClass{ private static final Singleton instance = new Singleton(); } //静态公有工厂方法,返回内部类中创建的实现 public static singleton getInstance(){ return HolderClass.instance; } }
加载Singleton类的过程中,会为类变量在方法区中分配内存空间并初始化,但是,并不会加载静态内部类HolderClass.
当调用Singleton.getInstance(),执行return HolderClass.instance语句时,HolderClass类才会被加载,instance对象才会被初始化。
上面的解释说明使用静态内部类创建实例是 懒加载 的; HolderClass 只会加载一次,保证了 instance 是单例的;类加载过程是线程安全的,保证 instance 初始化的过程是线程安全的。
利用枚举的特性,让JVM来帮我们保证线程安全和单一实例
public enum Singleton { INSTANCE; public void doSomething() { System.out.println("doSomething"); } }
public class Main { public static void main(String[] args) { Singleton.INSTANCE.doSomething(); } }