Java中的四種單例模式

單例模式是最容易理解的設(shè)計(jì)模式之一，介紹Java中單例模式的四種寫法。

1.基本單例模式

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

特點(diǎn)：餓漢式會(huì)提前進(jìn)行實(shí)例化，沒(méi)有延遲加載，不管是否使用都會(huì)有一個(gè)已經(jīng)初始化的實(shí)例在內(nèi)存中，但不會(huì)出現(xiàn)懶漢式中的多線程問(wèn)題。

2.延遲加載單例模式

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

特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了延遲加載，但在多線程情況下可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，不能保證線程安全。

3.線程安全的延遲加載單例模式

public class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static sychronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null)
            return instance=new Singleton();
        else
            return instance;
    }
}

特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了線程安全，但是由于synchronized限制了整個(gè)getInstance方法，而我們只是希望在new Singleton()時(shí)進(jìn)行加鎖，因此這種寫法會(huì)導(dǎo)致效率不高。于是有人提出以下寫法：

public class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static sychronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null)
            sychronized(Singleton.class){
                if(instance==null)
                    instance=new Singleton();
            }
        return instance;
    }
}

思路是只需同步初始化那部分代碼，這就是所謂的雙檢鎖機(jī)制，很可惜這種寫法在很多平臺(tái)和優(yōu)化編譯器中無(wú)法編譯通過(guò)，原因在于，instance=new Singleton()這行代碼在不同的編譯器中的行為是無(wú)法預(yù)知的，很有可能出現(xiàn)以下初始化情況：

變量初始化通過(guò)兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：1.給變量分配內(nèi)存空間；2.調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來(lái)初始化成員變量。

假設(shè)線程A和B都在調(diào)用getInstance，線程A先進(jìn)入，在執(zhí)行完1步驟后被踢出了CPU，然后線程B進(jìn)入，B看到的instance已經(jīng)不是null了(內(nèi)存已經(jīng)分配)，于是它開(kāi)始放心大膽的使用instance，但這個(gè)是錯(cuò)誤的，因?yàn)閕nstance的成員變量還都是缺省值，A還沒(méi)來(lái)得及調(diào)用構(gòu)造方法來(lái)完成instance的初始化。

4.靜態(tài)內(nèi)部類的單例模式

public class Singleton{
    private Singleton(){}
    private static class Inner{
        private static Singleton instanceHolder=new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstacen(){
        return Inner.instanceHolder;
    }
}

由于內(nèi)部類在編譯完成后也是一個(gè)單獨(dú)的class文件，因此在不使用的情況下Inner類是不會(huì)被加載的。同時(shí)，JVM保證在類加載的過(guò)程中static代碼塊在多線程或者單線程下都正確執(zhí)行，且僅執(zhí)行一次。解決了延遲加載以及線程安全的問(wèn)題。