单例模式

tech2022-08-12  123

(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() { } }

(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; } }
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