定义
作为对象的创建模式,单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。
特点
单利类只能有一个实例
单利类必须自己创建自己的唯一实例
单利类必须给所有其他对象提供这一实例
创建单利模式的方法
1. 饿汉式
特点:
- 线程安全(因为提前创建,所以是天生线程安全)
此时单例因为有static修饰,因此在类加载的时候就会初始化,这对应用的启动会造成一定程度的影响。
写法一:
public class ClassName {
private static ClassName instance = new ClassName (); // 饿汉模式,之间实例化
private ClassName () {}
public static ClassName getInstance(){
return instance;
}
}
写法二:
public class ClassName {
public static final ClassName instance = new ClassName ();
private ClassName () {}
}
2. 懒汉式
初级版本
public class ClassName {
private static ClassName single = null;
private ClassName (){}
public static ClassName getInsgtance(){//同步
if(single==null){
single = new ClassName ();
}
return single;
}
}
特点:
- 线程不安全(并发时可能出现多个单利)
- 使用static关键字,表明全局只有一份节约了,但是如果单利对象比较复杂,new时就比较耗时间,
升级版本:使用synchronized 同步
public class ClassName {
private static ClassName single = null;
private ClassName (){}
public static synchronized ClassName getInsgtance(){//同步
if(single==null){
single = new ClassName ();
}
return single;
}
}
特点:
1.线程安全
2.因为加了锁,此时如果单例对象复杂,不仅耗内存,而且new的时间更长,效率更低。
但是上面这种效率不高还有另外一个原因,一个线程过来想要创建单利,首先要进行synchronized锁判断,接下来判断单利是否为空,如果为空,那么就创建单利。
既然上面每个线程过来都需要锁判断和单例是否为空的判断,这样做有点耗时,毕竟锁判断是比较耗时的。
3.双重校验锁模式(Double Check Lock 简称DCK) 可用
public class ClassName {
private static volatile ClassName singleton ; //避免指令重排
private ClassName (){}
public static ClassName getInstance() {
//第一次检查
if (singleton == null) {
synchronized (ClassName .class) {
//第二次检查
if (singleton == null) {
singleton = new ClassName ();
}
}
}
return singleton;
}
为了解决上面饿汉式的问题,所以有了双重检验锁定
特点
1.线程安全
2.耗内存,而且单利对象比较复杂,比较耗时,但是相对电重锁效率提升不少
此时为了减少锁的判断量,只需要要对单利进行判断即可,如果不为空直接返回,如果为空,那么创建新的实例
注意:volatile 的引用,在这个版本之前有没有引入 volatile 的版本存隐患,
因为single = new ClassName ()这行代码并不是一个原子操作,这句代码最终会被编译成多条汇编指令,它大致做了3件事:
- 给ClassName 的实例分配内存
- 调用ClassName ()的构造函数,初始化成员字段
- 将single对象指向分配的内存空间(此时single已经不为null)
但是由于Java编译器允许处理器乱序执行,导致上面的2,3的顺序无法保证,如果是3执行完毕,2未执行之前被切换到线程B上,这时候single因为已经在线程A内执行过了3,single已经不是null了,所以,线程B直接取走single,再使用时就会出错。
所以引入了 由于volatile既可以保证有序性又可以保证可见性,所以看到很多文章甚至一些书本在双重检查锁中说使用volatile是保证了可见性,即保证single对象每次都是从主内存中读取。
请参考
Java中的volatile关键字详解及单例模式双检锁问题分析
volatile关键字在单例模式中的应用
4.静态内部单利模式(推荐)
public class ClassName {
private ClassName (){}
public static ClassName getInstance(){
return SingletonHolder.single;
}
private static class SingletonHolder{
private static final ClassName single = new ClassName ();
}
}
特点:
1.线程安全当第一次加载ClassName 类时并不会初始化single,只有在第一次调用ClassName 的getInstance方法时才会导致single被初始化。因此,第一次调用getInstance方法会导致虚拟机加载SingleHolder类
2.效率高,避免了synchronized带来的性能影响
这种就好很多。很多大佬都推荐
5. 枚举式
public enum ClassName {
INSTANCE;
// 枚举同普通类一样,可以有自己的成员变量和方法
public void getInstance() {
System.out.println("Do whatever you want");
}
}
特点:
- 线程安全(枚举类型默认就是安全的)
- 避免反序列化破坏单例
枚举类型更好,但是枚举类型会造成更多的内存消耗。枚举会比使用静态变量多消耗两倍的内存,如果是Android应用,尽量避免。原因的话,是因为枚举类型会在编译时转化为一个类,会涉及很多复杂的操作,这里就先不逼逼了。
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