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Java:单例模式我只推荐两种

双重检查模式

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  //1:volatile修饰
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  //2:减少不要同步,优化性能
        synchronized (Singleton.class) {  // 3:同步,线程安全
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  //4:创建singleton 对象
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}
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推荐理由:

  1. 延迟初始化。和懒汉模式一致,只有在初次调用静态方法getSingleton,才会初始化signleton实例。
  2. 性能优化。同步会造成性能下降,在同步前通过判读singleton是否初始化,减少不必要的同步开销。
  3. 线程安全。同步创建Singleton对象,同时注意到静态变量singleton使用volatile修饰。

为什么要使用volatile修饰?

虽然已经使用synchronized进行同步,但在第4步创建对象时,会有下面的伪代码:

memory=allocate(); //1:分配内存空间
ctorInstance();   //2:初始化对象
singleton=memory; //3:设置singleton指向刚排序的内存空间
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当线程A在执行上面伪代码时,2和3可能会发生重排序,因为重排序并不影响运行结果,还可以提升性能,所以JVM是允许的。如果此时伪代码发生重排序,步骤变为1->3->2,线程A执行到第3步时,线程B调用getsingleton方法,在判断singleton==null时不为null,则返回singleton。但此时singleton并还没初始化完毕,线程B访问的将是个还没初始化完毕的对象。当声明对象的引用为volatile后,伪代码的2、3的重排序在多线程中将被禁止!

静态内部类模式

public class Singleton { 
    private Singleton(){
    }
      public static Singleton getSingleton(){  
        return Inner.instance;  
    }  
    private static class Inner {  
        private static final Singleton instance = new Singleton();  
    }  
} 
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推荐理由:

  1. 实现代码简洁。和双重检查单例对比,静态内部类单例实现代码真的是太简洁,又清晰明了。
  2. 延迟初始化。调用getSingleton才初始化Singleton对象。
  3. 线程安全。JVM在执行类的初始化阶段,会获得一个可以同步多个线程对同一个类的初始化的锁。

如何实现线程安全?

线程A和线程B同时试图获得Singleton对象的初始化锁,假设线程A获取到了,那么线程B一直等待初始化锁。线程A执行类初始化,就算双重检查模式中伪代码发生了重排序,也不会影响线程A的初始化结果。初始化完后,释放锁。线程B获得初始化锁,发现Singleton对象已经初始化完毕,释放锁,不进行初始化,获得Singleton对象。

在涉及到反射和序列化的单例中,建议使用下文的枚举类型模式。

其他类型的单例模式

懒汉模式(多线程不安全)

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
  
    public static Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}
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饿汉单例模式(多线程安全)

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}
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饿汉模式的线程安全同样通过类加载解决同步问题,但没有达到懒加载目的。(这里非常感谢之初z-chu的指正)

枚举单例模式(多线程安全)

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    
    public void doSomething(){
        //todo doSomething
    }
}
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在Joshua Bloch大神的《Effective Java》是推荐该方法的。虽然线程安全,在实际开发中,还没有被广泛采用。因为太过简洁以致于可读性较差,还没有在实战中被广泛推广。枚举单例模式的线程安全同样利用静态内部类中讲到类初始化锁。枚举单例模式能够在序列化和反射中保证实例的唯一性。

高手之间的过招,必选择枚举单例模式

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