五種方法實現Java的Singleton單例模式

面試的時候經常會問到Java的單例模式，這道題能很好的考察候選人對知識點的理解程度。單例模式要求在系統運行時，只存在唯一的一個實例對象。

下麵我們來詳細剖析一下其中的關鍵知識點，並介紹五種實現方法，以及它們的優缺點。

一、最簡單的方法是在類載入的時候初始化這個單獨的實例。

首先，定義單例類（沒有特別的，就是起個名字）：

1 public class Singleton{

其次，需要定義類變數將單例對象保存下來：

1 private static Singleton instance = new Singleton();

這裡需要註意兩點：

1. private：除了Singleton類內部，其它地方無法訪問該變數；

2. static：確保是靜態類變數，這樣可以通過類名來訪問，無須實例；

再次，需要顯式定義構造函數，並將其設置為private，這樣在Singleton類之外new的話編譯器就會報錯，即使是Singleton的子類也不行：

1 private Singleton() {}

最後，定義單例對象的獲取方法，

1 public static Singleton getInstance() {
2     return instance;
3 }

同樣需要註意：

1. public：這樣外部才能調用；

2. static：這樣外部才能通過類名來訪問，否則獲取不到單例對象；

二、使用懶載入。在方法一的基礎上，我們需要修改幾處代碼：

首先，靜態類變數應該初始化為NULL：

1 private static Singleton instance = NULL;

其次，getInstance()方法需要承擔生成實例的任務：

1 public static Singleton getInstance() {
2     if(instance == NULL)
3         instance = new Singleton();
4     return instance;
5 }

三、考慮多線程的問題。方法二在多線程情況下仍然有可能產生多個實例，我們需要使用同步來避免多線程問題。如下，在getInstance()方法前使用synchronized關鍵字：

1 public static synchronized Singleton getInstance() {

四、考慮性能問題。synchronized關鍵字修飾getInstance()方法，會導致所有調用getInstance()方法的線程都要競爭同一把鎖，即使在單例對象已經生成好的情況下。這裡使用double check的方式。另外，還需要註意instance在初始化過程中，可能已經不為NULL，這樣有可能會導致程式崩潰，因此這裡加了個臨時變數t，確保初始化完成之後再賦值給instance。

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

五、更簡化的方法。基於靜態內部類的特性，我們可以利用它的懶載入機制簡化實現：

1 public static Singleton getInstance(){
2     return NestedClass.instance;
3 }
4 
5 private static class NestedClass{
6     private static Singleton instance = new Singleton();
7 }