设计模式之：单例模式

实现单例模式的8种方式

• 饿汉式(静态常量)
• 饿汉式(静态代码块)
• 懒汉式(线程不安全)
• 懒汉式(线程安全，同步方法)
• 懒汉式(线程安全，同步代码块)
• 双重检查(推荐使用)
• 静态的内部类(推荐使用)
• 枚举(推荐使用)

实际使用场景

jdk中的RunTime(饿汉式)

 

 

 

饿汉式(静态常量)

/**
 * @description: 单利模式：饿汉式(静态常量)
 * @author: abel.he
 * @date: 2023-08-09
 **/
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }

}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }

    private static final SingletonPattern singletonPattern = new SingletonPattern();

    public static SingletonPattern getInstance() {
        return singletonPattern;
    }

}

优缺点说明：

• 优点：这种写法比较简单，类装在的时候完成实例化。避免线程同步问题。
• 缺点：在类装载的时候完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果，没有使用过这个实例，会造成内存的浪费
• 结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费

饿汉式(静态代码块)

/**
 * @description: 单例模式：饿汉式(静态代码块)
 * @author: abel.he
 * @date: 2023-08-09
 **/
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }

}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }

    private static SingletonPattern singletonPattern;

    static {
        singletonPattern = new SingletonPattern();
    }

    public static SingletonPattern getInstance() {
        return singletonPattern;
    }
}

优缺点说明：

• 优点：这种写法比较简单，类装在的时候完成实例化。避免线程同步问题。
• 缺点：在类装载的时候完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果，没有使用过这个实例，会造成内存的浪费
• 结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费

懒汉式(线程不安全)

 

/**
 * 单例模式：饿汉式(线程不安全)
 *
 * @author abel.he
 * @since 2023-08-09
 */
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }

}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }

    private static SingletonPattern singletonPattern;


    public static SingletonPattern getInstance() {
        if (null == singletonPattern) {
            singletonPattern = new SingletonPattern();
        }
        return singletonPattern;
    }
}

优缺点说明：

• 起到了Lazy Loading的效果，只能在单线程下使用
• 如果在多线程下，一个线程进入了if (null == singletonPattern) 判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
• 结论：在实际开发中，不要使用这种方式

懒汉式(线程安全，同步方法)

/**
 * 单例模式：饿汉式(线程安全，同步方法)
 *
 * @author abel.he
 * @since 2023-08-09
 */
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }
}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }
    private static SingletonPattern singletonPattern;
    public static synchronized SingletonPattern getInstance() {
        if (null == singletonPattern) {
            singletonPattern = new SingletonPattern();
        }
        return singletonPattern;
    }
}

优缺点说明：

• 解决了线程安全问题
• 效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行tongue。其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低了
• 结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

懒汉式(线程安全，同步代码块)

/**
 * 单例模式：饿汉式(线程安全，同步代码块)
 *
 * @author abel.he
 * @since 2023-08-09
 */
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }
}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }
    private static SingletonPattern singletonPattern;
    public static SingletonPattern getInstance() {
        if (null == singletonPattern) {
            synchronized (SingletonPattern.class) {
                singletonPattern = new SingletonPattern();
            }
        }
        return singletonPattern;
    }
}

结论：不推荐使用

双重检查(推荐使用)

/**
 * 单例模式：双重检查(推荐使用)
 *
 * @author abel.he
 * @since 2023-08-09
 */
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }
}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }
    private static SingletonPattern singletonPattern;
    public static SingletonPattern getInstance() {
        if (null == singletonPattern) {
            synchronized (SingletonPattern.class) {
                if (null == singletonPattern) {
                    singletonPattern = new SingletonPattern();
                }
            }
        }
        return singletonPattern;
    }
}

优缺点说明

• 双重检查概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次if (null == singletonPattern) 检查，这样就可以保证线程安全了
• 实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (null == singletonPattern) ，直接return实例化对象，也避免了反复进行方法同步
• 线程安全、延迟加载、效率较高
• 结论：在实际开发中，推荐使用这种设计模式

静态的内部类(推荐使用)

 

/**
 * 单例模式：静态的内部类(推荐使用)
 *
 * @author abel.he
 * @since 2023-08-09
 */
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.getInstance();
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.getInstance();
        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());

    }
}

class SingletonPattern {
    private SingletonPattern() {

    }
    private static volatile SingletonPattern singletonPattern;

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

优缺点说明：

• 这种方式采用了类装载机制来保证初始化实例时只有一个线程
• 静态内部类方式在SingletonPattern实例化时并不会被立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonPatternInstance类，从而完成SingletonPattern的实例化
• 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的
• 优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
• 结论：推荐使用

枚举(推荐使用)

 

/**
 * 单例模式：枚举(推荐使用)
 *
 * @author heyangyang
 * @since 2023-08-09
 */
public class Singleton {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonPattern instance1 = SingletonPattern.INSTANCE;
        SingletonPattern instance2 = SingletonPattern.INSTANCE;

        System.out.println(instance2 == instance1);

        System.out.println("instance1.hashCode:" + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hashCode:" + instance2.hashCode());
    }

}

enum SingletonPattern {

    INSTANCE; // 属性
}

优缺点说明：

• 借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，还能防止反序列化重新创建新的对象
• 这种方式是提倡的
• 结论：推荐使用