淺析_單例模式

阿新 • • 發佈：2020-08-16

單例模式

單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種型別的設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負責建立自己的物件，同時確保只有單個物件被建立。這個類提供了一種訪問其唯一的物件的方式，可以直接訪問，不需要例項化該類的物件。

注意：

單例類只能有一個例項。
單例類必須自己建立自己的唯一例項。
單例類必須給所有其他物件提供這一例項。

1、餓漢式

特點：類一載入，就初始化了！因為類只會載入一次，故不存線上程安全問題。

public class Hungry {

    private static final Hungry HUNGRY = new Hungry();

    private Hungry(){}

    public static Hungry getInstance(){
        return HUNGRY;
    }
}

2、懶漢式（DCL）

特點：延遲載入，當需要呼叫的時候，再初始化！故多執行緒下存線上程安全問題。

這個比較經典，所以談談其中的細節：

（1）為什麼雙重校驗？
第一重校驗，是防止沒有必要的加鎖，避免影響 get 例項的效率；
第二重校驗，是防止加鎖的過程中，執行緒A突然阻塞，其他的執行緒搶先例項化了，而後面執行緒A被喚醒，導致物件被二次例項化。

（2）為什麼要加 volatile 關鍵字？
因為物件的初始化，大致可以分為三步：

分配記憶體空間
執行構造方法，例項化物件
把棧幀裡定義的物件指向記憶體空間（棧中存放的是引用地址，只要指向了，就不為null 了）

那麼問題就來了：如果指令重排了，第二步初始化最後執行，然後陷入阻塞。那麼會有可能會導致，有執行緒獲取的單例物件，其實沒有初始化！

public class Lazy {

    private volatile static Lazy lazy;

    private Lazy(){	}

    // 雙重檢測鎖，懶漢式單例，DCL懶漢式
    public static Lazy getInstance(){
        if(lazy == null){ // 防止非必要加鎖
            synchronized (Lazy.class){
                if(lazy == null){ // 防止有執行緒在加鎖的過程中，對單例物件初始化了
                    lazy = new Lazy(); // 不是原子性操作
                }
            }
        }
        return lazy;
    }
}

3、靜態內部類

特點：和DCL懶漢式類似，但缺點是外部無法傳遞引數，具體使用需自行取捨！執行緒安全是因為它也是利用了類載入的特性。

public class Holder {

    private Holder(){
    }

    public static Holder getInstance(){
        return InnerClass.HOLDER;
    }

    // 延遲載入
    public static class InnerClass{
        private static final Holder HOLDER = new Holder();
    }
}

4、列舉類

特點：最安全的單例，且不會被反射破壞單例模式！(因為反射原始碼裡有對物件型別進行判斷，是否為列舉類)


package com.feng.single;

import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 *  enum 本質也是一個Class 類
 *  列舉類實現單例：
 *      最安全，反射也沒有辦法破解它的單例。
 */
public enum EnumSingle {
    MY_INSTANCE;

    public EnumSingle getInstance(){
        return MY_INSTANCE;
    }

}

觀看原始碼得知：列舉類才是最安全的單例模式。因為連反射都沒辦法去構造它的物件，破壞它的單例！