1) 饿汉式(静态常量)
实现步骤
- 构造器私有化 (防止 new )
- 类的内部创建对象
- 向外暴露一个静态的公共方法。getInstance
代码实现
package Singleton;
/**
* 第一种实现,饿汉式(使用静态变量的方法)
* @author Moti
* @Time 2019年9月19日
*/
public class Singleton1 {
//将s变量初始化为Singleton实例,初始化只在类加载的时候被加载
private static Singleton1 s = new Singleton1();
//将构造函数设置为私有,与外界隔离
private Singleton1() {
System.out.println("使用静态变量的方法,生成了一个Singleton实例");
}
public static Singleton1 getInstance() {
return s;
}
}
分析优缺点
优点
这种写法比较简单,就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
缺点
在类装载的时候就完成实例化,没有达到Lazy Loading(懒装载,延迟加载)的效果。如果从始至终从未使用过这个实例,则会造成内存的浪费
其他方面
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,在单例模式中大多数都是调用getInstance方法, 但是导致类装载的原因有很多种,因此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就没有达到lazy loading的效果
结论
这种单例模式可用,可能造成内存浪费
2) 饿汉式(静态代码块)
代码实现
package Singleton;
/**
* 第二种实现,使用静态代码块的方法
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午3:33:48
*/
public class Singleton2 {
//将s变量初始化为Singleton实例,初始化只在类加载的时候被加载
private static Singleton2 s;
//当静态代码块开始执行的时候,创建实例
static {
s = new Singleton2();
}
//将构造函数设置为私有,与外界隔离
private Singleton2() {
System.out.println("使用静态代码块的方法,生成了一个Singleton实例");
}
public static Singleton2 getInstance() {
return s;
}
}
分析优缺点
优缺点和第一中使用静态变量的方法一样
其他方面
这种方式和上面的方式其实类似,只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中,也是在类装载的时候,就执行静态代码块中的代码,初始化类的实例。
结论
这种单例模式可用,可能造成内存浪费
3) 懒汉式(线程不安全)
代码实现
package Singleton;
/**
* 第三种实现,懒汉式(线程不安全)
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午3:41:20
*/
public class Singleton3 {
private static Singleton3 s;
//将构造器私有化
private Singleton3() {
}
//当调用getInstance方法的时候
public static Singleton3 getInstance() {
if(s==null) {
return new Singleton3();
}
return s;
}
}
分析优缺点
优点
起到了Lazy Loading的效果,但是只能在单线程下使用。
缺点
如果在多线程下,一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
结论
在实际开发中,不要使用这种方式
4) 懒汉式(线程安全,同步方法)
代码实现
package Singleton;
/**
* 第四种实现,懒汉式(线程安全,同步方法)
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午3:51:32
*/
public class Singleton4 {
private static Singleton4 s;
private Singleton4() {}
//加入了同步代码,解决了线程不安全的问题
public static synchronized Singleton4 getInstance() {
if(s==null) {
return new Singleton4();
}
return s;
}
}
分析优缺点
优点
解决了线程不安全问题
缺点
效率太低了,每个线程在想获得类的实例时候,执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了,后面的想获得该类实例,直接return就行了。方法进行同步效率太低
结论
在实际开发中,不推荐使用这种方式
5) 懒汉式(线程安全,同步代码块)
代码实现
package Singleton;
/**
* 第五种实现,懒汉式(线程安全,同步代码块)
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午4:13:53
*/
public class Singleton5 {
private static Singleton5 s;
private Singleton5() {}
public static Singleton5 getInstance() {
if(s==null)
//使用同步代码块,解决线程不安全的问题
synchronized(Singleton5.class){
return new Singleton5();
}
}
return s;
}
}
分析优缺点
- 这种方式,本意是想对第四种实现方式的改进,因为前面同步方法效率太低,改为同步产生实例化的的代码块
- 但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一致,假如一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块,还未来得及往下执行,另一个线程也通过了这个判断语句,这时便会产生多个实例
结论
在实际开发中,不能使用这种方式
6) 双重检查
代码实现
package Singleton;
/**
* 第六种实现,线程安全,双重检查
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午4:13:53
*/
public class Singleton6 {
private static Singleton6 s;
private Singleton6() {}
public static Singleton6 getInstance() {
if(s==null) {
//使用同步代码块,解决线程不安全的问题
synchronized(Singleton6.class){
//双重检查
if(s == null) {
return new Singleton6();
}
}
}
return s;
}
}
分析优缺点
- Double-Check概念是多线程开发中常使用到的,如代码中所示,我们进行了两次if (singleton == null)检查,这样就可以保证线程安全了。
- 这样,实例化代码只用执行一次,后面再次访问时,判断if (singleton == null),直接return实例化对象,也避免的反复进行方法同步.
- 线程安全;延迟加载;效率较高
结论
在实际开发中,推荐使用这种单例设计模式
7) 静态内部类
代码实现
package Singleton;
/**
* 第七种实现,静态内部类
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午4:24:26
*/
public class Singleton7 {
private Singleton7() {}
private static class SingletonInstance{
private static final Singleton7 instance = new Singleton7();
}
public static Singleton7 getInstance() {
return SingletonInstance.instance;
}
}
分析优缺点
- 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
- 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化,而是在需要实例化时,调用getInstance方法,才会装载SingletonInstance类,从而完成Singleton的实例化。
- 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化,所以在这里,JVM帮助我们保证了线程的安全性,在类进行初始化时,别的线程是无法进入的。
- 优点:避免了线程不安全,利用静态内部类特点实现延迟加载,效率高
结论
推荐使用
8) 枚举
代码实现
package Singleton;
/**
* @author Moti
* @Time 2019年9月26日 下午4:34:44
*/
public class Singleton8Test {
public static void main(String[] args) {
Singleton8 singleton1 = Singleton8.INSTANCE;
Singleton8 singleton2 = Singleton8.INSTANCE;
System.out.println(singleton1 == singleton2);
singleton1.function1();
singleton2.function1();
}
}
enum Singleton8{
INSTANCE;
public void function1() {
System.out.println("hello");
}
}
运行结果
分析优缺点
这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。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。
结论
推荐使用