1) 饿汉式(静态常量)

实现步骤

  1. 构造器私有化 (防止 new )
  2. 类的内部创建对象
  3. 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

  1. 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
  2. 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

  1. 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。
  2. 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.
  3. 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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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

最后修改日期:2020-07-13

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