Java單例模式的用法

這篇文章主要講解了“Java單例模式的用法”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Java單例模式的用法”吧！

單例模式的應用場景：

　　單例模式（Singleton Pattern）是指確保一個類在任何情況下都絕對只有一個實例。并提供一個全局反訪問點。單例模式是創建型模式。單例模式在生活中應用也很廣泛，比如公司CEO只有一個，部門經理只有一個等。JAVA中ServletCOntext，ServetContextCOnfig等，還有spring中ApplicationContext應用上下文對象，SessionFactory，數據庫連接池對象等。使用單例模式可以將其常駐于內存，可以節約更多資源。

寫法：

　　1：懶漢模式（線程不安全）

/** * 線程不安全的懶漢式單利模式 *  * Created by gan on 2019/11/17 17:33. */public class LazySingleton {  private static LazySingleton instance;  //構造方法私有化  private LazySingleton() {  }  public static LazySingleton getInstance() {    if (instance != null) {      instance = new LazySingleton();    }    return instance;  }}

　　上面的代碼，提供一個靜態對象instance,構造函數私有化防止外部創建對象，提供一個靜態的getInstance方法來給訪問者一個單例對象。這種寫法的缺點就是沒有考慮到線程安全問題，當多個訪問者同時訪問的時候很有可能創建多個對象。之所以叫懶漢式，是因為這種寫法是使用的時候才創建，起到了懶加載Lazy loading的作用，實際開發中不建議采用這種寫法。

　　2：線程安全的懶漢式(加鎖)

/** * 線程安全的懶漢式單利模式 *  * Created by gan on 2019/11/17 17:33. */public class LazySingleton {  private static LazySingleton instance;  //構造方法私有化  private LazySingleton() {  }  public synchronized static LazySingleton getInstance() {    if (instance != null) {      instance = new LazySingleton();    }    return instance;  }}

　　這種寫法就是在第一種的基礎上添加了synchronized關鍵字保證了線程安全。這種寫法在并發高的時候雖然保證了線程安全，但是效率很低，高并發的時候所有訪問的線程都要排隊等待，所以實際開發中也不建議采用。

　　3：惡漢式（線程安全）

/** * 餓漢式（線程安全） * Created by gan on 2019/10/28 22:52. */public class HungrySigleton {  public static final HungrySigleton instance = new HungrySigleton();  private HungrySigleton(){}  public static HungrySigleton getInstance(){    return instance;  }}

　　直接在運行（加載）這個類的時候創建了對象，之后直接訪問。顯然這種方式沒有起到Lazy loading的效果。但是是線程安全的，實際開發中還是比較常用。

　　4：靜態內部類（線程安全）

/** * 靜態內部類方式 * Created by gan on 2019/11/17 17:46. */public class StaticInnerClassSingleton {  //構造方法私有化  private StaticInnerClassSingleton() {}  //內部類  private static class HolderInnerClass {    //需要提供單利對象的外部類作為靜態屬性加載的時候就初始化    private static StaticInnerClassSingleton instance = new StaticInnerClassSingleton();  }  //對外暴漏訪問點  public static StaticInnerClassSingleton getInstance() {    return HolderInnerClass.instance;  }}

　　這種內部類跟餓漢式單例有很多相似的地方，相比餓漢式單例模式的區別也是好處在于：靜態內部類不在單例類加載時就加載，而是在調用getInstance()方法的時候才進行加載，達到了類似于懶漢式的效果，而且這種方法又是線程安全的。實際開發中也建議采用。

　　5：枚舉方法單例（線程安全）

/** * 枚舉單利模式 * Created by gan on 2019/11/17 17:57. */public enum EnumSingleton {  INSTANCE;  public void otherMetthod() {    System.out.println("需要單利對象調用的方法。。。");  }}

　　Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式，好處有如下：

　　1：自由串行化。

　　2：保證了一個實例

　　3：線程安全

　　這種方式防止了單例模式被破壞，而且簡潔寫法簡單，而且絕對的線程安全，但是有個缺點就是不能繼承。

　　6：雙重檢查法（通常線程安全，低概率不安全）

/** * Double check * Created by gan on 2019/11/17 18:03. */public class DoubleCheckSingleton {  private static DoubleCheckSingleton instance;  private DoubleCheckSingleton() {}  public static DoubleCheckSingleton getInstance() {    if (instance == null) {      synchronized (DoubleCheckSingleton.class) {        if (instance == null) {          instance = new DoubleCheckSingleton();        }      }    }    return instance;  }}

　　上面的這種寫法在并發極高的時候也可能會出現問題(當然這種概率非常小，但是畢竟還是有的嘛)，解決的方案就是給instance的聲明加上volatile關鍵字即可。于是就出現了下面第7總寫法。

　　7：Double check(volatile)

/** * Double check volatile * Created by gan on 2019/11/17 18:03. */public class DoubleCheckSingleton {  private volatile static DoubleCheckSingleton instance;  private DoubleCheckSingleton() {}  public static DoubleCheckSingleton getInstance() {    if (instance == null) {      synchronized (DoubleCheckSingleton.class) {        if (instance == null) {          instance = new DoubleCheckSingleton();        }      }    }    return instance;  }}

volatile關鍵字的其中一個作用就是禁止指令重排序，把instance聲明volatile后，對它的操作就會有一個內存屏障（什么是內存屏障？），這樣在賦值完成之前，就不會調用讀操作。這里具體的原因網上也是眾說紛紜，這里不進行具體闡述。

　　8：ThreadLocal實現單例模式（線程安全）

/** * ThreadLocal實現單利模式 * Created by gan on 2019/11/17 18:17. */public class ThreadLocalSingleton {  private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> threadLocal = new ThreadLocal() {    @Override    protected ThreadLocalSingleton initialValue() {      return new ThreadLocalSingleton();    }  };  private ThreadLocalSingleton(){}  public static ThreadLocalSingleton getInstance(){    return threadLocal.get();  }}

　　ThreadLocal會為每個線程提供一個獨立的變量副本，從而隔離了多個線程堆數據的訪問沖突。對于多線程資源共享問題，同步機制采用了“以時間換空間”的方式，而ThreadLocal則采用了“以空間換時間”的方式(主要就是避免了加鎖排隊)。 前者提供一份變量，讓不同的線程排隊訪問，而后者為每一個線程提供了一份變量，因此可以同時訪問而互不影響。但是實際是創建了多個單例對象的。

單例模式的破壞：

　　1：序列化破壞

　　　　一個對象創建好以后，有時候需要將對象序列化然后寫入磁盤。下次在從磁盤中讀取并反序列化，將其轉化為內存對象。反序列化后的對象會重新分配內存，即創建型的對象。這樣就違背了單例模式的初衷。解決這種方式的方法就是在單例類中新增一個 private Object readResolve();方法即可，具體原因可以看看序列化和反序列化的源碼。

　　2：反射

　　　　通過反射“暴力破解”也能破壞單例模式，具體暫時不闡述。

　　3：克隆

　　　　克隆也會破壞單例模式，具體暫時不闡述。

感謝各位的閱讀，以上就是“Java單例模式的用法”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Java單例模式的用法這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！