03 单例模式

2021-09-03 15:32:47 作者：互联网

单例模式

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

比如 Hibernate 的 SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创建 Session 对象。SessionFactory 并不是轻量级的，一般情况下，一个项目通常只需要一个SessionFactory 就够，这是就会使用到单例模式。

单例设计模式八种方式

单例模式有八种方式：

饿汉式(静态常量)
饿汉式（静态代码块）
懒汉式(线程不安全)
懒汉式(线程安全，同步方法)
懒汉式(线程安全，同步代码块)
双重检查
静态内部类
枚举

1、饿汉式(静态常量)

public class Hungry{
    
    //1. 构造器私有化，外部不能new
    private Hungry(){
        
    }
    
    //2. 类内部创造对象实例
    private final static Hungry HUNGRY = new Hungry();
    
     //3.对外提供一个公有的静态方法， 返回实例对象
    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }
    
}

优缺点说明：

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 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
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）

public class Hungry{

    //1. 构造器私有化，外部不能new
    public Hungry(){

    }

    //2.类内部创造对象实例
    private static Hungry HUNGRY;

    static {//在静态代码块中，创建单例对象
        HUNGRY = new Hungry();
    }

    //3.对外提供一个公有的静态方法， 返回实例对象
    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }
}

优缺点说明：

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。优缺点和上面是一样的。
结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

3.懒汉式(线程不安全)

class LazyMan{

    private static LazyMan instance;
	
    
    private LazyMan(){
        
    }
    
    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建对象
    public static LazyMan getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new LazyMan();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

起到了 Lazy Loading 的效果，但是只能在单线程下使用。
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)

class LazyMan{

    private static LazyMan instance;
	
    
    private LazyMan(){
        
    }
    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建对象
    public static synchronized LazyMan getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new LazyMan();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

解决了线程安全问题
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)

//懒汉式单例模式  
public class LazyMan {

    
    private LazyMan(){
        
    }
    
    private volatile static LazyMan lazyMan;

    //双重检测锁模式的懒汉式单例  DCL懒汉式
    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan == null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if (lazyMan == null){
                    lazyMan = new LazyMan();//不是原子性操作  要加上volatile 避免指令重排
                    /*
                    * 1.分配内存空间
                    * 2.执行构造器方法，初始换对象
                    * 3.把这个对象指向这个空间
                    * */
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }

}

优缺点说明：

对第四种方式的改进，因为前面同步方法效率太低
但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种遇到的情况一样，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，不推荐使用这种方式

6、双重检查

public class LazyMan{

    private volatile static LazyMan instance;

    private LazyMan(){

    }
    //加入双重检查代码，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
    public static  LazyMan getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (LazyMan.class){
                if (instance == null){
                    instance = new LazyMan();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

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。
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.
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

public class LazyMan{

    private LazyMan(){

    }

    private static LazyMan instance;

    //静态内部类 该类中有一个静态属性
    private static class innerClass{
        private static final LazyMan instance = new LazyMan();
    }

    public static LazyMan getInstance(){
        return innerClass.instance;
    }

}

优缺点说明：

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。
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。
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。
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、枚举类

public enum EnumSingle {

    INSTANCE;

    public EnumSingle getInstance(){
        return INSTANCE;
    }

}

优缺点说明：

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。
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
结论：推荐使用

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来源： https://www.cnblogs.com/flypigggg/p/15223275.html