java中你确定用对单例了吗?

作为程序猿这种特殊物种来说,都掌握了一种特殊能力就是编程思想,逻辑比较谨慎,但是有时候总会忽略到一些细节,比如我,一直以来总觉得

Singleton

是设计模式里最简单的,不用太在意,然而就是因为这种不在意在开发中吃亏了.真的too young to simple.

好不扯淡了,直入主题.

在代码的世界里发现有各种写法的单例,有人说单例有5种,6种,7种…

对于单例的分类这点必须规范下,首先这么多种的分类是根据什么来定义的,基准是什么?否则怎么会有那么多写法.

因此归纳下来,从

延迟加载

和

执行效率

的角度出发主要也就分为两种,饿汉顾名思义就是执行效率高,但缺乏延时加载,其他写法差不多都是懒汉式的一个拓展,或者优化而演化出来的,下面请看代码.

开发中常用的单例-饿汉式

public class SingletonDemo1 {

private static final SingletonDemo1 s1 = new SingletonDemo1();

public static SingletonDemo1 getInstance() {
return s1;
}

private SingletonDemo1() {
}
}

没错上面这块代码叫做

单例-饿汉式

,饿汉式一直以效率高而闻名于单例界,因此咋们开发中常用的单例模式也会选择他,简单而好用.

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开发评价: ★★★★☆

延时加载: ★☆☆☆☆

执行效率: ★★★★★

耗时的蜗牛-懒汉式

public class SingletonDemo2 {
private static SingletonDemo2 s1;

public static synchronized SingletonDemo2 getInstance() {
if (s1 == null) {
s1 = new SingletonDemo2();
}
return s1;
}

private SingletonDemo2() {
}
}

在

hello world

这个世界里都知道这种单例基本不会去用,在

double check双重检查锁-懒汉式

这可以说是上面饿汉式的一个缩影,为什么这么说,因为他并不完美,仍然有bug.

public class SingletonDemo3 {
private static SingletonDemo3 s1;

public static SingletonDemo3 getInstance() {
if (s1 == null) {
//这里使用了临时变量
SingletonDemo3 instance;
synchronized (SingletonDemo3.class) {
instance = s1;
if (instance == null) {
synchronized (SingletonDemo3.class) {
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo3();
}
}
s1 = instance;
}
}
}
return s1;
}
}

这个方式主要是通过if判断非null实例,提高了执行的效率,不必每次

getInstace

都要进行synchronize,只要第一次要同步,有没创建了不用.

但是为什么说这种写法有bug?这个问题主要是java的jvm层内部模型引起的.简单点说就是

instance引用的对象有可能还没有完成初始化完就直接返回该实例过去

,在jdk1.5后这个问题才得到了优化,这不多说,可以看看这篇博文讲得不错.

详情见

当然也有了一些解决方法

使用volatile关键字解决双重检查锁定的bug,对于volatile关键字就是Java中提供的另一种解决可见性和有序性问题的方案.

public class SafeDoubleCheckedLocking {
//添加了volatile关键字
private volatile static Instance instance;

public static Instance getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (SafeDoubleCheckedLocking.class) {
if (instance == null)
instance = new Instance();//instance为volatile，现在没问题了
}
}
return instance;
}
}

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开发评价: ★★★☆☆

延时加载: ★★★☆☆

执行效率: ★★★☆☆

推荐使用的静态内部类-懒汉式

public class SingletonDemo4 {

//通过静态内部类的方式来实例化对象
private static class InnerSingleton {
private static final SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4();
}

public static  SingletonDemo4 getInstance() {
return InnerSingleton.instance;
}

private SingletonDemo4() {
}
}

这周方式是利用了类加载的一些特性,在classloder的机制中,初始化instance时只有一个线程，而且这种方式还有一个好处就是起到了延时加载的效果,当

SingletonDemo4

被加载了,但是内部类

InnerSingleton

并不会被加载,因为

InnerSingleton

没有主动使用,只有通过调用

getInstance

方法时才会去加载

InnerSingleton

类,进而实例

private static final SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4();

因此这种巧妙的方式比起双重检查锁来说,安全来又高效了些.

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开发评价: ★★★★☆

延时加载: ★★★★☆

执行效率: ★★★★☆

推荐使用的枚举-饿汉式

public enum SingletonDemo5 {

//枚举元素本身就是一个单例(名字可以随意定义);
INSTANCE;

//可以做一些单例的初始化操作
public void singletonOperation() {
}
}

这种方式其实很帅,但是在实际开发中很少人使用过,这点有点奇怪,首先enum本身就是一个单例,而且枚举还有一个特性,可以避免放序列化和反射破解单例问题,经理再也不用担心单例安全了,可能是1.5才有enum的原因吧,如果项目适合的话可以试下这种单例.

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开发评价: ★★★★☆

延时加载: ★★★★☆

执行效率: ★★★★☆

总结一下:

对于下面的单例总的来说各有各的优点,至于开发中使用哪个可以根据你的业务需求来选择.

饿汉

标准饿汉 (安全防护方面 枚举单例更优于标准饿汉)

线程安全,高效,不可以懒加载

枚举单例

线程安全,高效,不可以懒加载(天然避免反射与反序列化)




懒汉 (效率方面 静态内部类更优于标准懒汉)

标准懒汉

线程安全,低效,可以懒加载

双重检测(不推荐,有bug)

线程安全,低效,可以懒加载

静态内部类

线程安全,低效,可以懒加载




对于单例的安全性问题,可以继续你那帅气的阅读姿势, java中你的单例是不是一直在裸奔