单例模式-控制实例数目,5种写法 :懒汉,恶汉,双重校验锁,枚举和静态内部类。

原创
2016/01/25 16:13
阅读数 30.1W

    单例模式的定义:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点!

  1. 懒汉,线程不安全
    public class Singleton {
        private static Singleton instance;
        private Singleton (){}
    
        public static synchronized Singleton getInstance() {
    	if (instance == null) {
    	    instance = new Singleton();
    	}
    	return instance;
        }
    }

    这种写法能够在多线程中很好的工作,而且看起来它也具备很好的lazy loading,但是,遗憾的是,效率很低,99%情况下不需要同步。

  2. 饿汉

    public class Singleton {  
        private static Singleton instance = new Singleton();  
        private Singleton (){}  
        public static Singleton getInstance() {  
        return instance;  
        }  
    }

    这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题,instance在类装载时就实例化。目前java单例是指一个虚拟机的范围,因为装载类的功能是虚拟机的,所以一个虚拟机在通过自己的ClassLoader装载饿汉式实现单例类的时候就会创建一个类的实例。这就意味着一个虚拟机里面有很多ClassLoader,而这些classloader都能装载某个类的话,就算这个类是单例,也能产生很多实例。当然如果一台机器上有很多虚拟机,那么每个虚拟机中都有至少一个这个类的实例的话,那这样 就更不会是单例了。(这里讨论的单例不适合集群!)

  3. 静态内部类

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

      这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程,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,只有显示通过调用getInstance方法时,才会显示装载SingletonHolder类,从而实例化instance。想象一下,如果实例化instance很消耗资源,我想让他延迟加载!这个时候,这种方式相比第2种方式就显得很合理。

 4.枚举 

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

 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,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,可谓是很坚强的壁垒啊,不过,个人认为由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏,在实际工作中,我也很少看见有人这么写过。

5.双重校验锁(jdk1.5)

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;
    }
}

这样方式实现线程安全地创建实例,而又不会对性能造成太大影响。它只是第一次创建实例的时候同步,以后就不需要同步了。

由于volatile关键字屏蔽了虚拟机中一些必要的代码优化,所以运行效率并不是很高,因此建议没有特别的需要不要使用。双重检验锁方式的单例不建议大量使用,根据情况决定。



总结

有两个问题需要注意:

1.如果单例由不同的类装载器装入,那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取,例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类装载器,这样的话如果有两个servlet访问一个单例类,它们就都会有各自的实例。

2.如果Singleton实现了java.io.Serializable接口,那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样,如果你序列化一个单例类的对象,接下来复原多个那个对象,那你就会有多个单例类的实例。

对第一个问题修复的办法是:

private static Class getClass(String classname)    
                                         throws ClassNotFoundException {   
      ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();   
    
      if(classLoader == null)   
         classLoader = Singleton.class.getClassLoader();   
    
      return (classLoader.loadClass(classname));   
   }   
}



对第二个问题修复的办法是:
public class Singleton implements java.io.Serializable {   
   public static Singleton INSTANCE = new Singleton();   
    
   protected Singleton() {   
      
   }   
   private Object readResolve() {   
            return INSTANCE;   
      }  
}


武林中人,功夫招式都差不多,真正的大师靠的是内功和对功夫的领悟境界!

一起共勉!

展开阅读全文
加载中
点击加入讨论🔥(3) 发布并加入讨论🔥
打赏
3 评论
29 收藏
9
分享
返回顶部
顶部