攻略大全
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3.1 饿汉式
- 原理
依赖JVM类加载机制，保证单例只会被创建1次，即 线程安全
JVM在类的初始化阶段(即 在Class被加载后、被线程使用前)，会执行类的初始化- 在执行类的初始化期间，JVM会去获取一个锁。这个锁可以同步多个线程对同一个类的初始化
- 具体实现
class Singleton {
// 1. 加载该类时，单例就会自动被创建
private static Singleton ourInstance = new Singleton();
// 2. 构造函数 设置为 私有权限
// 原因：禁止他人创建实例
private Singleton() {
}
// 3. 通过调用静态方法获得创建的单例
public static Singleton newInstance() {
return ourInstance;
}
}
- 应用场景
除了初始化单例类时 即 创建单例外，继续延伸出来的是：单例对象 要求初始化速度快 & 占用内存小
3.2 懒汉式
- 原理
与 饿汉式 最大的区别是：单例创建的时机
- 饿汉式：单例创建时机不可控，即类加载时 自动创建 单例
- 懒汉式：单例创建时机可控，即有需要时，才 手动创建 单例
- 具体实现
class Singleton {
// 1. 类加载时，先不自动创建单例
// 即，将单例的引用先赋值为 Null
private static Singleton ourInstance = null；
// 2. 构造函数 设置为 私有权限
// 原因：禁止他人创建实例
private Singleton() {
}
// 3. 需要时才手动调用 newInstance（） 创建 单例
public static Singleton newInstance() {
// 先判断单例是否为空，以避免重复创建
if( ourInstance == null){
ourInstance = new Singleton();
}
return ourInstance;
}
}
- 缺点
基础实现的懒汉式是线程不安全的，具体原因如下
3.3 同步锁（懒汉式的改进）
- 原理
使用同步锁synchronized锁住 创建单例的方法 ，防止多个线程同时调用，从而避免造成单例被多次创建
- 即，
getInstance（）方法块只能运行在1个线程中- 若该段代码已在1个线程中运行，另外1个线程试图运行该块代码，则 会被阻塞而一直等待
- 而在这个线程安全的方法里我们实现了单例的创建，保证了多线程模式下 单例对象的唯一性
- 具体实现
// 写法1
class Singleton {
// 1. 类加载时，先不自动创建单例
// 即，将单例的引用先赋值为 Null
private static Singleton ourInstance = null；
// 2. 构造函数 设置为 私有权限
// 原因：禁止他人创建实例
private Singleton() {
}
// 3. 加入同步锁
public static synchronized Singleton getInstance(){
// 先判断单例是否为空，以避免重复创建
if ( ourInstance == null )
ourInstance = new Singleton();
return ourInstance;
}
}
// 写法2
// 该写法的作用与上述写法作用相同，只是写法有所区别
class Singleton{
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
// 加入同步锁
synchronized(Singleton.class) {
if (instance == null)
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
- 缺点
每次访问都要进行线程同步（即 调用synchronized锁)，造成过多的同步开销（加锁 = 耗时、耗能）
实际上只需在第1次调用该方法时才需要同步，一旦单例创建成功后，就没必要进行同步
3.4 双重校验锁（同步锁的改进）
- 原理
在同步锁的基础上，添加1层if判断：若单例已创建，则不需再执行加锁操作就可获取实例，从而提高性能 - 具体实现
class Singleton {
private static Singleton ourInstance = null；
private Singleton() {
}
public static Singleton newInstance() {
// 加入双重校验锁
// 校验锁1：第1个if
if( ourInstance == null){ // ①
synchronized (Singleton.class){ // ②
// 校验锁2：第2个 if
if( ourInstance == null){
ourInstance = new Singleton();
}
}
}
return ourInstance;
}
}
// 说明
// 校验锁1：第1个if
// 作用：若单例已创建，则直接返回已创建的单例，无需再执行加锁操作
// 即直接跳到执行 return ourInstance
// 校验锁2：第2个 if
// 作用：防止多次创建单例问题
// 原理
// 1. 线程A调用newInstance()，当运行到②位置时，此时线程B也调用了newInstance()
// 2. 因线程A并没有执行instance = new Singleton();，此时instance仍为空，因此线程B能突破第1层 if 判断，运行到①位置等待synchronized中的A线程执行完毕
// 3. 当线程A释放同步锁时，单例已创建，即instance已非空
// 4. 此时线程B 从①开始执行到位置②。此时第2层 if 判断 = 为空（单例已创建），因此也不会创建多余的实例
- 缺点
实现复杂 = 多种判断，易出错
3.5 静态内部类
- 原理
根据 静态内部类 的特性，同时解决了按需加载、线程安全的问题，同时实现简洁
- 在静态内部类里创建单例，在装载该内部类时才会去创建单例
- 线程安全：类是由
JVM加载，而JVM只会加载1遍，保证只有1个单例
- 具体实现
class Singleton {
// 1. 创建静态内部类
private static class Singleton2 {
// 在静态内部类里创建单例
private static Singleton ourInstance = new Singleton()；
}
// 私有构造函数
private Singleton() {
}
// 延迟加载、按需创建
public static Singleton newInstance() {
return Singleton2.ourInstance;
}
}
// 调用过程说明：
// 1. 外部调用类的newInstance()
// 2. 自动调用Singleton2.ourInstance
// 2.1 此时单例类Singleton2得到初始化
// 2.2 而该类在装载 & 被初始化时，会初始化它的静态域，从而创建单例；
// 2.3 由于是静态域，因此只会JVM只会加载1遍，Java虚拟机保证了线程安全性
// 3. 最终只创建1个单例
3.6 枚举
- 原理
根据枚举类型的下述特点，满足单例模式所需的 创建单例、线程安全、实现简洁的需求
- 实现方式
public enum Singleton{
//定义1个枚举的元素，即为单例类的1个实例
INSTANCE;
// 隐藏了1个空的、私有的 构造方法
// private Singleton () {}
}
// 获取单例的方式：
Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;
