一篇文章讓你徹底搞懂單例設計模式

轉自：

http://www.java265.com/JavaCourse/202109/1153.html

下文是筆者編寫的單例模式實現的八種方式，如下所示:

單例模式的簡介

我們將一個類在當前進程中只有一個實例的這種模式，稱之為“單例模式”
那麼Java代碼如何實現一個單例模式呢？下文將一一到來，如下所示:

單例模式的註意事項:
   1.單例模式在一個進程中只有一個實例
   2.單例類通常由自己創建自身的實例
   3.單例類給其他對象提供的都是同一個實例

測試代碼

package com.java265.Singleton;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        System.out.println("------單例模式-----");
        
        //創建100個線程進行測試
        
        for(int i=0;i<100;i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Single01.getInstance());
             }).start();
        }
    }

}

單例實現模式1

餓漢式單例模式：
直接使用一個靜態變數，在JVM載入類時，生成一個單例實例 如下

package com.java265.Singleton;

public class Single01 {    
    private static final Single01 INSTANCE = new Single01();

    private Single01() {}
    
    public static  Single01 getInstance () {
        return INSTANCE;
    }
}

使用static靜態代碼塊生成一個單例類

package com.java265.Singleton;
public class Single02 {
    private static final Single02  INSTANCE;
    
    static {
         INSTANCE = new Single02();
    }
       
    private Single02() {}

    public static Single02 getInstance() {
        return INSTANCE;    
    }
    public void t() {
         System.out.println("Single02 t方法"
                 + "");
    }
}

使用判斷的方式，創建單例模式，
但是此處不是一個線程安全的創建方式

package com.java265.Singleton;

/*
 * 這是一個線程不安全的創建單例模式的方式
 * 這是一個懶漢式的創建單例模式的方式
 * */
public class Single03 {
    private static Single03 INSTANCE;
    private Single03() {    
    }

    public  static Single03 getInstance() {
         if(INSTANCE ==null)
         {
                // 多個線程都會被卡在此處，
                // 當sleep運行完畢後，多個線程會同時創建實例，此處的代碼是產生線程不安全的根源
             try
             {
              Thread.sleep(100);
             }catch(InterruptedException e)
             {
                 
             }
             INSTANCE = new Single03();
         }
         
         return INSTANCE;
    }    
}

使用 synchronized為方法加上鎖,使其線程安全

package com.java265.Singleton;
public class Single04 {
    private static volatile Single04 INSTANCE;
    private Single04() {    
    }

    /*
     * 懶漢式生成單例實例 此處使用 synchronized 安全鎖
     */
    public  static  synchronized Single04 getInstance() {
         if(INSTANCE ==null)
         {
             try
             {
              Thread.sleep(100);
             }catch(InterruptedException e)
             {
                 
             }
             INSTANCE = new Single04();
         }
         
         return INSTANCE;
    }    
}

減少鎖粒度，將synchronized關鍵字直接加在方法內部具體的位置上

package com.java265.Singleton;
public class Single05 {

    private static Single05 INSTANCE;
    private Single05() {
        
    }
    public  static   Single05 getInstance() {
         if(INSTANCE ==null)
         {
                /*
                 * 將鎖直接加到方法體裡面 此時出現了一個新的問題 當所有的線程都堵塞在此處，也會創建多個實例
                 */
             synchronized(Single05.class) {
             try
             {
              Thread.sleep(100);
             }catch(InterruptedException e)
             {
                 
             }
             INSTANCE = new Single05();
             }
         }     
         return INSTANCE;
    }    
}

將synchronized鎖放入在方法體中，同時使用雙重檢查，避免創建多個實例

package com.java265.Singleton;

public class Single06 {

    private static Single06 INSTANCE;
    private Single06() {
        
    }

    public  static   Single06 getInstance() {
         if(INSTANCE ==null)
         {
             synchronized(Single06.class) {
             try
             {
              Thread.sleep(100);
             }catch(InterruptedException e)
             {
                 
             }
             if(INSTANCE == null)
             {
             INSTANCE = new Single06();
             }
             }
         }
         
         return INSTANCE;
    }    
}

使用靜態內部類的方式創建一個單例對象
此方式主要藉助JVM載入類時，內部類不會被載入
當我們使用內部類的時，才會被載入，此時由JVM保證靜態內部類的唯一性

package com.java265.Singleton;

/*
 * 採用內部類的方式實現一個單例模式
 * */
public class Single07 {

    private Single07() {
        
    }

    private static class Single07Holder {
        private final static Single07 INSTANCE = new Single07();
    }

    public  static   Single07 getInstance() {
        return Single07Holder.INSTANCE;
    }    
}

使用枚舉創建一個靜態內部類

package com.java265.Singleton;

/*
 * 採用枚舉實現一個單例模式
 * */
public enum Single08 {

    INSTANCE;

    public static Single08 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }     
}