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阿新 • • 發佈：2021-07-01

單例模式（建立型模式）

基本介紹

單例模式指在整個應用中，某個類只存在一個例項物件，且該類只提供一個取得其物件例項的方法。

應用

JDK的Runtime中使用到了餓漢式單例模式

單例模式的八種方式

（1）餓漢式（靜態常量）

（2）餓漢式（靜態程式碼塊）

（3）懶漢式（執行緒不安全）

（4）懶漢式（執行緒安全，同步方法）

（5）懶漢式（執行緒安全，同步程式碼塊）

（6）雙重檢查

（7）靜態內部類

（8）列舉

餓漢式（靜態常量）（可以使用）

程式碼實現

//餓漢式（靜態常量）
public class Hunger {
     private Hunger(){

     }
     private static final Hunger instance=new Hunger();
     public static Hunger getInstance(){
         return instance;
     }

}

優缺點

優點：寫法簡單，類載入時完成了例項化，避免了執行緒同步問題。
缺點：類載入時完成了例項化，沒達到lazy loading（惰性載入）的效果，若從不會用到這個例項會造成記憶體浪費。

原因：不一定是通過呼叫getInstance()方法導致類載入，有可能是其他的方式導致類載入
總結：這種單例模式可用，可能造成記憶體浪費。

餓漢式（靜態程式碼塊）（可以使用）

程式碼實現

//餓漢式（靜態程式碼塊）
public class Hunger {
     private Hunger(){

     }
     private static Hunger instance;
     static {
          instance=new Hunger();
     }
     public static Hunger getInstance(){
         return instance;
     }

}

優缺點

同上述靜態屬性的優缺點

懶漢式（執行緒不安全）

程式碼實現

public class Lazy {
    private Lazy(){

    }
    private static Lazy instance;

    public static Lazy getInstance() {
        if(instance==null){
            instance=new Lazy();
        }
        return instance;
    }
}

優缺點

優點：起到了lazy loading的效果，但只能在單執行緒下使用，

缺點：在多執行緒下可能產生多個例項，多執行緒不安全
結論：實際開發中不建議使用。

懶漢式（執行緒安全，同步方法）

程式碼實現

//懶漢式（執行緒安全）
public class Lazy {
    private Lazy(){

    }
    private static Lazy instance;
    //加入同步處理程式碼，解決執行緒不安全問題
    public static synchronized Lazy getInstance() {
        if(instance==null){
            instance=new Lazy();
        }
        return instance;
    }
}

優缺點

優點：解決了執行緒不安全問題
缺點：效率低，每個執行緒想要獲得類的例項時，執行getInstance()方法都要進行同步，
實際開發時不推薦使用

懶漢式（執行緒安全，同步程式碼塊）

程式碼實現

//懶漢式（執行緒安全）
public class Lazy {
    private Lazy(){

    }
    private static Lazy instance;
    public static Lazy getInstance() {
        if(instance==null){
            //此處加入了同步程式碼塊，當兩執行緒都進入了判斷語句，還是有可能造成兩個例項的產生。
           synchronized (Lazy.class){
               instance=new Lazy();
           }
        }
        return instance;
    }
}

優缺點

這種方法本意是對懶漢式同步方法的改進，因為懶漢式同步方法的效率太低。將其更改為同步產生例項的程式碼塊
但這種同步方法並不能起到執行緒同步的作用，只要兩個執行緒都進入了判斷語句，還是有可能產生多個例項。
實際開發中不使用。

雙重檢查（推薦使用）

程式碼實現

//雙重檢測（執行緒安全）
public class Lazy {
    private Lazy(){

    }
    //volatile:保證了一致性，不保證原則性，防止指令重拍
    private volatile static Lazy instance;
    public static Lazy getInstance() {
        if(instance==null){
            //加入同步程式碼塊
           synchronized (Lazy.class){
               //進行第二次檢測
               if(instance==null){
                   instance=new Lazy();
               }
           }
        }
        return instance;
    }
}

優缺點

Double-Check概念是多執行緒開發中經常使用的，進行了兩次if(instance==null)檢查，保證了執行緒安全。
這樣的設計使得例項化程式碼只執行一次：後面的·1訪問都是直接return例項化物件，避免反覆進行方法同步。
優點：執行緒安全，延遲載入，效率較高，
結論：實際開發中建議使用。

靜態內部類（推薦使用）

程式碼實現

//靜態內部類（執行緒安全）
public class Lazy {
    private Lazy(){

    }
    public static Lazy getInstance(){
        return inner.INSTANCE;
    }
    static class inner{
       private static final Lazy INSTANCE=new Lazy();
    }
}

優缺點

採用了類裝載的機制保證了初始化例項時，只有一個執行緒。
靜態內部類方法在此類被載入時不會立即例項化，只有在呼叫getInstance()方法時才會載入其內部類並完成此類的例項化。
類的靜態屬性只會在第一次載入類時初始化，此處，JVM幫助我們保證了執行緒的安全性。類初始化時，別的執行緒無法進入。
優點：避免了執行緒不安全，使用靜態內部類的特點實現了延遲載入，效率高。
結論：推薦使用。

列舉（推薦使用）

程式碼實現

public enum Singleton {
    INSTANCE;//屬性
    public void sayOk(){
        System.out.println("ok~~");
    }
}

優缺點

優點：借用列舉來實現單例模式，不僅能避免多執行緒同步問題，而且可以防止反序列化重新建立新的物件。
結論：推薦使用

注意事項

單例模式保證了系統記憶體中該類只存在一個物件，節省了系統資源，對於一些需要頻繁建立銷燬的物件，使用單例模式可以提高系統性能。
要例項化一個單例類時，使用相應獲取物件的方法而不是new();
單例模式使用場景：需要頻繁進行建立或銷燬的物件；建立物件時耗時過多或耗費資源過多（重量級物件）且經常使用的物件，工具類物件，頻繁訪問資料庫或檔案的物件（如：資料來源，session工廠等）