饿汉式,线程安全

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饿汉式,线程安全

描述: 这种方式比较常用,但容易产生垃圾对象。 优点: 没有加锁,执行效率会提高。 缺点: 类加载时就初始化,浪费内存。 它基于 classloader 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,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法, 但是也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 显然没有达到 lazy loading 的效果。

public class Singleton { private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton (){} public static Singleton getInstance() { return instance; } } 双检锁/双重校验锁(DCL,即 double-checked locking)

描述: 懒加载、线程安全、这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。 getInstance() 的性能对应用程序很关键。

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; } } 登记式/静态内部类

描述: 这种方式能达到双检锁方式一样的功效,但实现更简单。对静态域使用延迟初始化,应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况,双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。 这种方式同样利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程,它跟第 3 种方式不同的是:第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了,那么 instance 就会被实例化(没有达到 lazy loading 效果),而这种方式是 Singleton 类被装载了,instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用,只有通过显式调用 getInstance 方法时,才会显式装载 SingletonHolder 类,从而实例化 instance。想象一下,如果实例化 instance 很消耗资源,所以想让它延迟加载,另外一方面,又不希望在 Singleton 类加载时就实例化,因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载,那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候,这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。

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

枚举

描述: 非懒加载、线程安全。这种实现方式还没有被广泛采用,但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁,自动支持序列化机制,绝对防止多次实例化。 这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还自动支持序列化机制,防止反序列化重新创建新的对象,绝对防止多次实例化。不过,由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性,用这种方式写不免让人感觉生疏,在实际工作中,也很少用。 不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。

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

经验之谈: 一般情况下,不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式,建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时,才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时,可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求,可以考虑使用第 4 种双检锁方式。

简单工厂(Simple Factory) 在创建一个对象时不向客户暴露内部细节,并提供一个创建对象的通用接口。

工厂方法(Factory Method) 定义了一个创建对象的接口,但由子类决定要实例化哪个类。工厂方法把实例化操作推迟到子类。

抽象工厂(Abstract Factory) 提供一个接口,用于创建 相关的对象家族 。

生成器(Builder) 封装一个对象的构造过程,并允许按步骤构造。

原型模式(Prototype) 使用原型实例指定要创建对象的类型,通过复制这个原型来创建新对象。

三、行为型 责任链(Chain Of Responsibility) 使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链,并沿着这条链发送该请求,直到有一个对象处理它为止。

命令(Command) 将命令封装成对象中,具有以下作用:

使用命令来参数化其它对象 将命令放入队列中进行排队 将命令的操作记录到日志中 支持可撤销的操作