单例模式总结

LiuJianAndroid
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1 简介

定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

图中，Client为客户端，Singleton是单例类，通过调用Singleton.getInstance()来获取实例对象。

2单例模式的6种写法

2.1 饿汉模式

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

这种方式在类加载时就完成了初始化，所以类加载较慢，但获取对象速度快。这种方式基于类加载机制，避免了多线程的同步问题。在类加载的时候就完成了实例化，没有达到懒加载的效果。如果从始至终未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。

2.2懒汉模式（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;  
    }  
}

懒汉模式声明了一个静态对象，在用户第一次调用的时候初始化。这虽然节约了资源，但第一次加载时需要实例化，反应稍微慢一些，而且在多线程时不能正常工作。

2.3 懒汉模式（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，但每次调用getInstance方法时都需要进行同步，这回造成不必要的同步开销，而且大部分时候我们是用不到同步的。所以不建议用这种模式。

2.4 双重检查模式（DCL）

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;  
    }  
}

这种写法在getInstance方法中对Singleton进行了两次判空：第一次是为了不必要的同步，第二次是在Singleton等于null的情况下才创建实例。在这里使用volatile会或多或少的影响性能，但考虑到程序的正确性，牺牲这单性能还是值得的。DCL的有点是资源利用率高。第一次执行getInstance时单例对象才被初始化，效率高。其缺点是第一次加载时速度反应稍慢一些，在高并发环境下也有一定的缺陷。DCL虽然在一定程度上解决了资源的 消耗和多余的同步、线程安全等问题，但其还是在某些情况会出现失效的问题，也就是DCL失效。这里建议用静态内部类单例模式来替代DCL。

2.5 静态内部类单例模式

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

第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance，只有第一次调用getInstance方法时虚拟机加载SingletonHolder并初始化sInstance。这样不仅能保证线程安全，也能保证Singleton类的唯一性。所以，推荐使用静态内部类单例模式。

2.6 枚举单例

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

默认枚举实例的创建时线程安全的，并且在任何情况下都是单例。在上面讲的击中单例模式实现中，有一种情况下其会重新创建对象那就是反序列化：讲一个单例实例对象写到磁盘在读回来，从而获得了一个实例。反序列化操作提供了readResolve方法，这个方法可以让开发人员控制对象的反序列化。在上述几个方法实例中，如果要杜绝单例对象被反序列化时重新生成对象，就必须加入如下方法：

private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
    return singleton;
}

枚举单俐的有点是简单，但大部分应用开发很少使用枚举，其可读性并不是很高。到这里单例模式的6中写法都介绍完了。至于选择哪种形式的单俐模式，则取决于你的项目本身情况：是否为复杂的高并发环境，或者是否需要控制单例对象的资源消耗。

3单例模式的使用场景

在一个项目中，要求一个类有且仅有一个对象，他的具体使用场景如下：

  • 整个项目需要一个共享访问点或共享数据
  • 创建一个兑现更需要耗费的资源过多，比如访问I/O或者数据库等资源
  • 工具类对象

参考：《Android进阶之光》 作者：刘望舒

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