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9種Java單例模式詳解（推薦）

更新時(shí)間：2019年03月27日 16:46:47 作者：MRoot

這篇文章主要介紹了9種Java單例模式詳解，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

單例模式的特點(diǎn)

一個(gè)類(lèi)只允許產(chǎn)生一個(gè)實(shí)例化對(duì)象。
單例類(lèi)構(gòu)造方法私有化，不允許外部創(chuàng)建對(duì)象。
單例類(lèi)向外提供靜態(tài)方法，調(diào)用方法返回內(nèi)部創(chuàng)建的實(shí)例化對(duì)象。

懶漢式（線(xiàn)程不安全）

其主要表現(xiàn)在單例類(lèi)在外部需要?jiǎng)?chuàng)建實(shí)例化對(duì)象時(shí)再進(jìn)行實(shí)例化，進(jìn)而達(dá)到Lazy Loading 的效果。

通過(guò)靜態(tài)方法 getSingleton() 和private 權(quán)限構(gòu)造方法為創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例化對(duì)象提供唯一的途徑。

不足：未考慮到多線(xiàn)程的情況下可能會(huì)存在多個(gè)訪問(wèn)者同時(shí)訪問(wèn)，發(fā)生構(gòu)造出多個(gè)對(duì)象的問(wèn)題，所以在多線(xiàn)程下不可用這種方法。

/**
 * @author MrRoot
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 * 懶漢式（線(xiàn)程不安全）
 */
public class Singleton {
  private static Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton singleton(){
    if (singleton == null){
      singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
  }
}

懶漢式（線(xiàn)程安全，同步方法，不推薦使用）

針對(duì)懶漢式的線(xiàn)程不安全，自然會(huì)想到給 getSingleton() 進(jìn)行 synchronized 加鎖來(lái)保證線(xiàn)程同步。

不足：效率低。大多數(shù)情況下這個(gè)鎖占用的額外資源都浪費(fèi)了，每個(gè)線(xiàn)程在想獲得類(lèi)的實(shí)例時(shí)候，執(zhí)行 getSingleton() 方法都要進(jìn)行同步。

/**
 * @author MrRoot
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 * 懶漢式（線(xiàn)程安全,同步方法,不推薦使用）
 */
public class Singleton {
  private static Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

  public static synchronized Singleton singleton(){
    if (singleton == null){
      singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
  }

}

餓漢式（線(xiàn)程安全）

在進(jìn)行類(lèi)加載時(shí)完成實(shí)例化對(duì)象的過(guò)程就是餓漢式的形式。

避免了線(xiàn)程同步問(wèn)題，在運(yùn)行這個(gè)類(lèi)的時(shí)候進(jìn)行加載，之后直接訪問(wèn)

不足：相比接下來(lái)的靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)而言，這種方法比靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)多了內(nèi)存常駐，容易造成內(nèi)存浪費(fèi)，也未達(dá)到延遲加載的效果。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 餓漢式(線(xiàn)程安全)
 */
public class Singleton{
  private static Singleton singleton = new Singleton();

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton singleton(){
    return singleton;
  }
}

靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)加載（線(xiàn)程安全）

靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)不會(huì)在單例加載時(shí)加載，當(dāng)調(diào)用 getSingleton() 方法時(shí)才會(huì)進(jìn)行加載，達(dá)到類(lèi)似懶漢式效果，并且也是線(xiàn)程安全的。

類(lèi)的靜態(tài)屬性只會(huì)在第一次加載類(lèi)時(shí)進(jìn)行初始化，所以上面的方法JVM 幫助我們保證了線(xiàn)程的安全性，在類(lèi)進(jìn)行初始化時(shí)，其他線(xiàn)程無(wú)法進(jìn)入。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)加載（線(xiàn)程安全）
 */
public class Singleton{
  private static Singleton singleton;

  private static class SingletonInner{
    private static final Singleton instance = new Singleton();
  }

  public static Singleton getSingleton(){
    return SingletonInner.instance;
  }
}

枚舉（線(xiàn)程安全）

自由串行化；保證只有一個(gè)實(shí)例；線(xiàn)程安全。

Effective Java 作者所提倡的方法，近乎完美，在繼承場(chǎng)景下不適用。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 枚舉（線(xiàn)程安全）
 */
enum Singleton{
  INSTANCE;

  public void method(){

  }
}

class Test{
  public static void main(String[] args) {
    Singleton.INSTANCE.method();
  }
}

懶漢式雙重校驗(yàn)鎖法（通常線(xiàn)程安全，不可保證完全安全）

使用同步代碼塊避免了第二種方法的效率低的問(wèn)題，但此方法并不能完全起到線(xiàn)程同步的作用，與上面第一種方法產(chǎn)生的問(wèn)題相似，多線(xiàn)程訪問(wèn)時(shí)可能產(chǎn)生多個(gè)對(duì)象。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 懶漢式雙重校驗(yàn)鎖法（通常線(xiàn)程安全，不可保證完全安全）
 */
class Singleton{
  private static Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton singleton(){
    if (singleton == null){
      synchronized (Singleton.class){
        if (singleton == null){
          singleton = new Singleton();
        }
      }
    }
    return singleton;
  }
}

懶漢式雙重檢查終極版

與第六種方法不同的是，此方法給singleton 的聲明上加了關(guān)鍵字 volatile ，進(jìn)而解決了低概率的線(xiàn)程不安全問(wèn)題。

volatile 起到禁止指令重排的作用，在它賦值完成之前，就不會(huì)調(diào)用讀操作（singleton == null）。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 懶漢式雙重檢查終極版(volatile)
 */
class Singleton{
  private static volatile Singleton singleton;

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton singleton(){
    if (singleton == null){
      synchronized (Singleton.class){
        if (singleton == null){
          singleton = new Singleton();
        }
      }
    }
    return singleton;
  }
}

使用 ThreadLocal 實(shí)現(xiàn)（線(xiàn)程安全）

ThreadLocal 會(huì)為每一個(gè)線(xiàn)程提供一個(gè)獨(dú)立的變量副本，從而隔離了多個(gè)線(xiàn)程對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)沖突。

對(duì)于多線(xiàn)程資源共享的問(wèn)題，同步機(jī)制采用了“以時(shí)間換空間”的方式，而ThreadLocal 采用了“以空間換時(shí)間”的方式。前者僅提供一份變量，讓不同的線(xiàn)程排隊(duì)訪問(wèn)，而后者為每一個(gè)線(xiàn)程都提供了一份變量，因此可以同時(shí)訪問(wèn)而互不影響。

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 使用 ThreadLocal 實(shí)現(xiàn)（線(xiàn)程安全）
 */
class Singleton{
  private static final ThreadLocal<Singleton> singleton = new
      ThreadLocal<Singleton>(){
        @Override
        protected Singleton initialValue(){
          return new Singleton();
        }
      };

  private Singleton(){

  }

  public static Singleton getSingleton(){
    return singleton.get();
  }
}

使用CAS 鎖實(shí)現(xiàn)（線(xiàn)程安全）

/**
 * @author MrRoot
 * @since 2019-3-27
 * 使用 CAS 實(shí)現(xiàn)（線(xiàn)程安全）
 */
public class Singleton {
  private static final AtomicReference<Singleton> INSTANCE = new AtomicReference<Singleton>();

  private Singleton(){

  }

  public static final Singleton getSingleton(){
    for (;;){
      Singleton current = INSTANCE.get();
      if (current != null){
        return current;
      }
      current = new Singleton();
      if (INSTANCE.compareAndSet(null,current)){
        return current;
      }
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    Singleton singleton1 = Singleton.getSingleton();
    Singleton singleton2 = Singleton.getSingleton();
    System.out.println(singleton1 == singleton2);
  }
}

以上所述是小編給大家介紹的9種Java單例模式詳解整合，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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