如何理解Java单例模式

本篇内容介绍了“如何理解Java单例模式”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

 一、介绍

说起单例模式(Singleton Pattern)，想必大家都不不会陌生，它是 Java  中最简单的设计模式之一，属于创建型模式的一种，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式的意义在于保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，避免重复的创建对象，节省系统资源。

二、实现思路

创建一个类，将其默认构造方法私有化，使外界不能通过new Object来获取对象实例，同时提供一个对外获取对象唯一实例的方法。

例如，创建一个SingleObject，如下：

public class SingleObject {      //创建 SingleObject 的一个对象    private static SingleObject instance = new SingleObject();      //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化    private SingleObject(){}      //获取唯一可用的对象    public static SingleObject getInstance(){       return instance;    }      public void showMessage(){       System.out.println("Hello World!");    } }

从 singleton 类获取唯一的对象

public class SingletonPatternDemo {    public static void main(String[] args) {         //不合法的构造函数       //编译时错误：构造函数 SingleObject() 是不可见的       //SingleObject object = new SingleObject();         //获取唯一可用的对象       SingleObject object = SingleObject.getInstance();         //显示消息       object.showMessage();    } }

执行程序，输出结果:

Hello World!

三、单例模式的几种实现方式

3.1、懒汉式，线程不安全(不推荐)

这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。这种方式 lazy  loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。

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

3.2、懒汉式，线程安全(不推荐)

这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99%  情况下不需要同步。优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。getInstance()  的性能对应用程序不是很关键(该方法使用不太频繁)。

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

3.3、饿汉式(推荐使用)

这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。优点：没有加锁，执行效率会提高。缺点：类加载时就初始化，浪费内存。它基于 classloader  机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法，  但是也不能确定有其他的方式(或者其他的静态方法)导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

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

3.4、双检锁/双重校验锁(推荐使用)

这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance() 的性能对应用程序很关键。

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

3.5、静态内部类(推荐使用)

这种方式能达到双检锁方式一样的功效，对静态域使用延迟初始化，但实现更简单。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。

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

3.6、枚举(推荐使用)

这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。这种方式是 Effective Java  作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于  JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。

public enum Singleton {       INSTANCE;            public void doMethod() {          }   }

四、应用

单例模式在Java中的应用也很多，例如Runtime就是一个典型的例子，源码如下：

public class Runtime {          private static Runtime currentRuntime = new Runtime();      /**      * Returns the runtime object associated with the current Java application.      * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance       * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.       *       * @return  the <code>Runtime</code> object associated with the current      *          Java application.      */     public static Runtime getRuntime() {      return currentRuntime;     }      /** Don't let anyone else instantiate this class */     private Runtime() {}      ... }

很清晰的看到，使用了饿汉式方式创建单例对象!

“如何理解Java单例模式”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！