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单例模式多种写法

 
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第一种(懒汉,线程不安全):

 

Java代码  收藏代码
  1. public class Singleton {  
  2.     private static Singleton instance;  
  3.     private Singleton (){}  
  4.   
  5.     public static Singleton getInstance() {  
  6.     if (instance == null) {  
  7.         instance = new Singleton();  
  8.     }  
  9.     return instance;  
  10.     }  
  11. }  

 

 这种写法lazy loading很明显,但是致命的是在多线程不能正常工作。

第二种(懒汉,线程安全):

 

Java代码  收藏代码
  1. public class Singleton {  
  2.     private static Singleton instance;  
  3.     private Singleton (){}  
  4.     public static synchronized Singleton getInstance() {  
  5.     if (instance == null) {  
  6.         instance = new Singleton();  
  7.     }  
  8.     return instance;  
  9.     }  
  10. }  

 

 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。

第三种(饿汉):

 

Java代码  收藏代码
  1. public class Singleton {  
  2.     private static Singleton instance = new Singleton();  
  3.     private Singleton (){}  
  4.     public static Singleton getInstance() {  
  5.     return instance;  
  6.     }  
  7. }  

 

 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,虽然导致类装载的原因有很多种,在单例模式中大多数都是调用getInstance方法, 但是也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显然没有达到lazy loading的效果。

第四种(饿汉,变种):

 

Java代码  收藏代码
  1. public class Singleton {  
  2.     private Singleton instance = null;  
  3.     static {  
  4.     instance = new Singleton();  
  5.     }  
  6.     private Singleton (){}  
  7.     public static Singleton getInstance() {  
  8.     return this.instance;  
  9.     }  
  10. }  

 

 表面上看起来差别挺大,其实更第三种方式差不多,都是在类初始化即实例化instance。

第五种(静态内部类):

 

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  1. public class Singleton {  
  2.     private static class SingletonHolder {  
  3.     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
  4.     }  
  5.     private Singleton (){}  
  6.     public static final Singleton getInstance() {  
  7.     return SingletonHolder.INSTANCE;  
  8.     }  
  9. }  

 

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,它跟第三种和第四种方式不同的是(很细微的差别):第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了,那么instance就会被实例化(没有达到lazy loading效果),而这种方式是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,另外一方面,我不希望在Singleton类加载时就实例化,因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载,那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候,这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

第六种(枚举):

 

Java代码  收藏代码
  1. public enum  Singleton {
  2.     INSTANCE;
  3.     private Postion postion;
  4.     Singleton(){
  5.         postion = new Postion("it man",20);
  6.     }
  7.     public Postion getInstance(){
  8.         return postion;
  9.     }
  10. }
  11. class Postion{
  12.     public Postion(String name, int age) {
  13.         this.name = name;
  14.         this.age = age;
  15.     }
  16.     private String name;
  17.     private int age;
  18. }
  19. public class SingletonTest {
  20.     public static void main(String[] args){
  21.         Postion postion1 = Singleton.INSTANCE.getInstance();
  22.         Postion postion2 = Singleton.INSTANCE.getInstance();
  23.         if(postion1==postion2)
  24.             System.out.print("相同对象");
  25.         else{
  26.             System.out.print("不是相同对象");
  27.         }
  28.     }
  29. }
  30.       

 

 

 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。

第七种(双重校验锁):

 

Java代码  收藏代码
  1. public class Singleton {  
  2.     private volatile static Singleton singleton;  
  3.     private Singleton (){}  
  4.     public static Singleton getSingleton() {  
  5.     if (singleton == null) {  
  6.         synchronized (Singleton.class) {  
  7.         if (singleton == null) {  
  8.             singleton = new Singleton();  
  9.         }  
  10.         }  
  11.     }  
  12.     return singleton;  
  13.     }  
  14. }  

 

 这个是第二种方式的升级版,俗称双重检查锁定,详细介绍请查看:http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html

在JDK1.5之后,双重检查锁定才能够正常达到单例效果。

 

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:

 

Java代码  收藏代码
  1. private static Class getClass(String classname)      
  2.                                          throws ClassNotFoundException {     
  3.       ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();     
  4.       
  5.       if(classLoader == null)     
  6.          classLoader = Singleton.class.getClassLoader();     
  7.       
  8.       return (classLoader.loadClass(classname));     
  9.    }     
  10. }  

 对第二个问题修复的办法是:

 

Java代码  收藏代码
  1. public class Singleton implements java.io.Serializable {     
  2.    public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     
  3.       
  4.    protected Singleton() {     
  5.         
  6.    }     
  7.    private Object readResolve() {     
  8.             return INSTANCE;     
  9.       }    
  10. }   

 

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