如何理解Java單例模式

本篇內容介紹了“如何理解Java單例模式”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

 一、介紹

說起單例模式(Singleton Pattern)，想必大家都不不會陌生，它是 Java  中最簡單的設計模式之一，屬于創建型模式的一種，它提供了一種創建對象的最佳方式。

這種模式的意義在于保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點，避免重復的創建對象，節省系統資源。

二、實現思路

創建一個類，將其默認構造方法私有化，使外界不能通過new Object來獲取對象實例，同時提供一個對外獲取對象唯一實例的方法。

例如，創建一個SingleObject，如下：

public class SingleObject {      //創建 SingleObject 的一個對象    private static SingleObject instance = new SingleObject();      //讓構造函數為 private，這樣該類就不會被實例化    private SingleObject(){}      //獲取唯一可用的對象    public static SingleObject getInstance(){       return instance;    }      public void showMessage(){       System.out.println("Hello World!");    } }

從 singleton 類獲取唯一的對象

public class SingletonPatternDemo {    public static void main(String[] args) {         //不合法的構造函數       //編譯時錯誤：構造函數 SingleObject() 是不可見的       //SingleObject object = new SingleObject();         //獲取唯一可用的對象       SingleObject object = SingleObject.getInstance();         //顯示消息       object.showMessage();    } }

執行程序，輸出結果:

Hello World!

三、單例模式的幾種實現方式

3.1、懶漢式，線程不安全(不推薦)

這種方式是最基本的實現方式，這種實現最大的問題就是不支持多線程。因為沒有加鎖 synchronized，所以嚴格意義上它并不算單例模式。這種方式 lazy  loading 很明顯，不要求線程安全，在多線程不能正常工作。

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

3.2、懶漢式，線程安全(不推薦)

這種方式具備很好的 lazy loading，能夠在多線程中很好的工作，但是，效率很低，99%  情況下不需要同步。優點：第一次調用才初始化，避免內存浪費。缺點：必須加鎖 synchronized 才能保證單例，但加鎖會影響效率。getInstance()  的性能對應用程序不是很關鍵(該方法使用不太頻繁)。

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

3.3、餓漢式(推薦使用)

這種方式比較常用，但容易產生垃圾對象。優點：沒有加鎖，執行效率會提高。缺點：類加載時就初始化，浪費內存。它基于 classloader  機制避免了多線程的同步問題，不過，instance 在類裝載時就實例化，雖然導致類裝載的原因有很多種，在單例模式中大多數都是調用 getInstance 方法，  但是也不能確定有其他的方式(或者其他的靜態方法)導致類裝載，這時候初始化 instance 顯然沒有達到 lazy loading 的效果。

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

3.4、雙檢鎖/雙重校驗鎖(推薦使用)

這種方式采用雙鎖機制，安全且在多線程情況下能保持高性能。getInstance() 的性能對應用程序很關鍵。

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、靜態內部類(推薦使用)

這種方式能達到雙檢鎖方式一樣的功效，對靜態域使用延遲初始化，但實現更簡單。這種方式只適用于靜態域的情況，雙檢鎖方式可在實例域需要延遲初始化時使用。

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、枚舉(推薦使用)

這種實現方式還沒有被廣泛采用，但這是實現單例模式的最佳方法。它更簡潔，自動支持序列化機制，絕對防止多次實例化。這種方式是 Effective Java  作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不僅能避免多線程同步問題，而且還自動支持序列化機制，防止反序列化重新創建新的對象，絕對防止多次實例化。不過，由于  JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用這種方式寫不免讓人感覺生疏，在實際工作中，也很少用。

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

四、應用

單例模式在Java中的應用也很多，例如Runtime就是一個典型的例子，源碼如下：

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，使用了餓漢式方式創建單例對象!

“如何理解Java單例模式”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！