tian ci

外观

单例

约 1137 字大约 4 分钟

2025-02-12

学习链接，菜鸟教程

1 什么是单例

就是有这么一个类，它只能创建自己的对象，有且只有一个自己的对象。并向外部提供一个访问这个对象的方式。

2 单例解决了什么麻烦？(为什么使用单例)

  1. 如果一个类频繁的创建然后销毁，麻烦不麻烦？很麻烦，用单例，只创建一次，每次需要的时候直接调用就行。

  2. 控制实例数目，节省系统资源。

3 单例的特点是什么？(使用单例需要注意的地方)

  1. 构造函数必须私有化。

  2. 不能继承。

  3. 需要同步锁synchronized。

解释：

  1. 为什么构造函数必须私有化？如果不私有化，那默认是public，那就可以无限使用Singleton singleton = new Singleton();那就会不断实例化单例类。违反了单例的设计模式，提供不了单例所带来的优势。

  2. 为什么不能继承？因为构造函数私有化了。如果继承，子类的构造函数默认super()；父类私有化的构造函数怎么super();?

  3. 为什么需要同步锁synchronized？防止多线程进入造成单例类被多次实例化。

4 单例代码怎么实现？

线程安全是指：避免多个线程同时使用一个对象；不安全反之。Lazy初始化是指：使用到的时候才进行初始化；反之就是在类加载的时候就初始化：即时加载

4.1 懒汉式，线程不安全，Lazy初始化

不支持多线程，因为没有加锁，synchronized。

package test;

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

4.2 懒汉式，线程安全，Lazy初始化

支持多线程，加锁synchronized，但是效率低。

package test;

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

4.3 饿汉式，线程安全，即时加载

没有加锁，执行效率高，类加载就初始化，浪费内存，容易产生垃圾。即时加载容易理解，类初始化的时候，就要new Singleton()；那既然没有synchronized，为什么还会线程安全？因为classloader机制避免了多线程的同步问题。那什么是classloader机制？为什么避免了多线程？查了一些类加载的资料，还不是很懂，目前的理解是：多个线程同时实例化对象的时候，如果不存在Singleton对象，则触发类的初始化，如果存在Singleton对象，则直接调用。（类加载的文章链接点击这里）

package test;

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

4.4 双检锁/双重校验锁

DCL，即 double-checked locking

线程安全，懒加载，并且高性能。其实这种单例我是没懂，单写出来记录一下。疑问点有两点。一是volatile关键字，看了例子，大概是不具备原子性，具备可见性。比synchronized更轻量级的同步机制，单原理和使用场景还没搞明白。二是双城instance == null 的目的。

package test;

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

4.5 登记式/静态内部类

此单例模式代码摘抄自菜鸟教程，因为这个好多地方我还没看懂

这种单例模式是在饿汉式单例的升级版，为什么？因为在饿汉式的基础上达到lazy loading的效果。还能达到双检锁单例的功效。

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

4.6 枚举式

线程安全，非懒加载。（介绍枚举式单例详细的一篇博客）实现单例最佳的方式，自动支持序列化机制，防止被多次实例化。线程安全的原因：枚举类在被虚拟机加载的时候会保证线程安全的被初始化。在序列化方面：枚举的序列化和反序列化是有特殊定制的。这就可以避免反序列化过程中由于反射而导致的单例被破坏问题。线程安全自然不用多说，那么序列化和反序列化是什么呢？先把问题放在这儿。

package test;

public enum Singleton {
	instance;//public static final Singleton  instance;
}
贡献者: tianci