设计模式之——单例模式

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了设计模式之——单例模式，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含4097字，纯文字阅读大概需要6分钟。

内容图文

单例模式（Singleton）

定义： 单例（Singleton）模式指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。

应用场景：只需要一个实例的类

        单例模式一共有8中写法，其中只有两种是严格意义上的完美无缺。但实际开发中我们会根据开发需要来使用不同的方法。那么二话不说上代码，分别介绍单例模式的8种实现方式：

1. 饿汉式：

类加载到内存后，就实例化一个单例。

特       点：简单实用，推荐！JVM保证线程安全。
唯一缺点：不管用到与否，类加载时就完成实例化（浪费！）

代码：

public class Singleton01 {
    private static final Singleton01 INSTANCE = new Singleton01();
    private Singleton01(){}//最关键之处
    public static Singleton01 getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

        首先通过private Singleton01(){}创建私有化构造方法，别人想要访问只能通过getInstance()，返回结果永远是INSTANCE的实例。调用方式：

public static void main(String[] args) {
        Singleton01 s = Singleton01.getInstance();
    }

2. 饿汉式优化：

此方式对上一种方式做了简单规范优化，将INSTANCE放入静态块中初始化，与上一种本质上并无区别。

代码：

public class Singleton01 {
    private static final Singleton01 INSTANCE;
    static {
        INSTANCE = new Singleton01();
    }
    private Singleton01(){}
    public static Singleton01 getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

3. 懒汉式（lazy loading）

优 点：达到按需初始化的目的
缺 点：线程不安全

public class Singleton03 {
    private static volatile Singleton03 INSTANCE;
    private Singleton03(){}
    public static Singleton03 getInstance(){
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Singleton03();
        }
        return INSTANCE;
    }
}

        在需要调用getInstance()方法时对INSTANCE进行初始化,但必须加上volatile，否则在多线程访问下可能出现实例不唯一的情况。

4. 加锁（synchronized）

此方式仅在"public staticSingleton04 getInstance() {}"这句上加了synchronized，其余代码与上条无异。
优 点：线程安全
缺 点：占用内存量大，效率低

代码（与上一条不同处）：

public static synchronized Singleton04 getInstance()

        通过对getInstance()加锁就可以解决上面说的线程安全问题。但同时因为加的是静态锁，使内存使用量大，效率降低。

5. 优化锁

此方法将锁放入方法中，通过判断INSTANCE未被加载时加锁进行初始化。

代码（与上一条不同处）：

public static Singleton05 getInstance(){
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (Singleton05.class) {
                INSTANCE = new Singleton05();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

        通过减少同步代码块的方式提高效率，但为解决多线程访问会出现实例不唯一的情况。

6. 双重判断

根据之前遇到的问题进行总结，对加锁后的单例进行再次判断线程安全后进行初始化。
优 点：完美的解决了以上的所有问题。
缺 点：没有。（除非你觉得写得比较复杂）

代码（与上一条不同处）：

public static Singleton06 getInstance(){
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (Singleton06.class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new Singleton06();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

        此方法是单例模式中的最完美的写法之一，并在此基础上衍生了以下两种写法。

7. 静态内部类

在第一种方式的基础上改用静态内部类方式
优 点：JVM保证线程安全同时实现懒加载

代码：

public class Singleton07 {
    private Singleton07(){}    
    private static class S07Holder {
        private final static Singleton07 INSTANCE = new Singleton07();
    }
    public static Singleton07 getInstance(){
        return S07Holder.INSTANCE;
    }
}

        此方法也是单例模式种最完美的实现方式之一，使用静态内部类加载外部类时不会加载内部类，实现了懒加载。

8. 枚举单例

Java的创始人之一Joshua Bloch曾写过一本书《Effective Java》，其中他使用枚举（enum）来实现单例模式。

代码：（仅此而已。。）

public enum Singleton08 {
    INSTANCE;
}

        完美中的完美（大神就是大神）。。通过枚举类型解决了以上出现的所有问题。使用时直接通过Singleton08.INSTANCE调用。

关于JVM为什么能保证线程安全请参考我的文章：Java复习之-JVM概述、JVM学习之——类加载。

单例模式的优点和缺点

单例模式的优点：

• 单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少了内存的开销。
• 可以避免对资源的多重占用。
• 单例模式设置全局访问点，可以优化和共享资源的访问。

单例模式的缺点：

• 单例模式一般没有接口，扩展困难。如果要扩展，则除了修改原来的代码，没有第二种途径，违背开闭原则。
• 在并发测试中，单例模式不利于代码调试。在调试过程中，如果单例中的代码没有执行完，也不能模拟生成一个新的对象。
• 单例模式的功能代码通常写在一个类中，如果功能设计不合理，则很容易违背单一职责原则。

单例模式看起来非常简单，实现起来也非常简单。单例模式在面试中是一个高频面试题。希望大家能够认真学习，掌握单例模式，提升核心竞争力，给面试加分，顺利拿到 Offer。

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的设计模式之——单例模式全部内容，希望文章能够帮你解决设计模式之——单例模式所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

内容备注

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