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Java四种单例设计模式

详细信息:

Java中的四种单例模式

单例模式是最容易理解的设计模式之一,介绍Java中单例模式的四种写法。

1.饿汉式单例模式

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

特点:饿汉式会提前进行实例化,没有延迟加载,不管是否使用都会有一个已经初始化的实例在内存中,但不会出现懒汉式中的多线程问题。

2.懒汉式单例模式

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

特点:实现了延迟加载,但在多线程情况下可能会出现问题,不能保证线程安全。

3.线程安全的懒汉式单例模式

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

特点:实现了线程安全,但是由于synchronized限制了整个getInstance方法,而我们只是希望在new Singleton()时进行加锁,因此这种写法会导致效率不高。于是有人提出以下写法:

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码,这就是所谓的双检锁机制,很可惜这种写法在很多平台和优化编译器中无法编译通过,原因在于,instance=new Singleton()这行代码在不同的编译器中的行为是无法预知的,很有可能出现以下初始化情况:

变量初始化通过两个步骤实现:1.给变量分配内存空间;2.调用构造函数来初始化成员变量。

假设线程A和B都在调用getInstance,线程A先进入,在执行完1步骤后被踢出了CPU,然后线程B进入,B看到的instance已经不是null了(内存已经分配),于是它开始放心大胆的使用instance,但这个是错误的,因为instance的成员变量还都是缺省值,A还没来得及调用构造方法来完成instance的初始化。

4.静态内部类的单例模式

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

由于内部类在编译完成后也是一个单独的class文件,因此在不使用的情况下Inner类是不会被加载的。同时,JVM保证在类加载的过程中static代码块在多线程或者单线程下都正确执行,且仅执行一次。解决了延迟加载以及线程安全的问题。