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五种方法实现Java的Singleton单例模式


 

  

  面试的时候经常会问到Java的单例模式,这道题能很好的考察候选人对知识点的理解程度。单例模式要求在系统运行时,只存在唯一的一个实例对象。

  下面我们来详细剖析一下其中的关键知识点,并介绍五种实现方法,以及它们的优缺点。

  一、最简单的方法是在类加载的时候初始化这个单独的实例。

  首先,定义单例类(没有特别的,就是起个名字):

  1 public class Singleton{

  其次,需要定义类变量将单例对象保存下来:

  1 private static Singleton instance = new Singleton();

  这里需要注意两点:

  private:除了Singleton类内部,其它地方无法访问该变量;

  static:确保是静态类变量,这样可以通过类名来访问,无须实例;

  再次,需要显式定义构造函数,并将其设置为private,这样在Singleton类之外new的话编译器就会报错,即使是Singleton的子类也不行:

  1 private Singleton() {}

  最后,定义单例对象的获取方法,

  1 public static Singleton getInstance() {

  2 return instance;

  3 }

  同样需要注意:

  public:这样外部才能调用;

  static:这样外部才能通过类名来访问,否则获取不到单例对象;

  二、使用懒加载。在方法一的基础上,我们需要修改几处代码:

  首先,静态类变量应该初始化为NULL:

  1 private static Singleton instance = NULL;

  其次,getInstance()方法需要承担生成实例的任务:

  1 public static Singleton getInstance() {

  2 if(instance == NULL)

  3 instance = new Singleton();

  4 return instance;

  5 }

  三、考虑多线程的问题。方法二在多线程情况下仍然有可能产生多个实例,我们需要使用同步来避免多线程问题。如下,在getInstance()方法前使用synchronized关键字:

  1 public static synchronized Singleton getInstance() {

  四、考虑性能问题。synchronized关键字修饰getInstance()方法,会导致所有调用getInstance()方法的线程都要竞争同一把锁,即使在单例对象已经生成好的情况下。这里使用double check的方式。另外,还需要注意instance在初始化过程中,可能已经不为NULL,这样有可能会导致程序崩溃,因此这里加了个临时变量t,确保初始化完成之后再赋值给instance。

  复制代码

  public static Singleton getInstance() {

  if (instance == null) {

  synchronized (Singleton.class) {

  if (instance == null){

  Singleton t = new Singleton();

  instance = t;

  }

  }

  }

  return instance;

  }

  复制代码

  五、更简化的方法。基于静态内部类的特性,我们可以利用它的懒加载机制简化实现:

  复制代码

  1 public static Singleton getInstance(){

  2 return NestedClass.instance;

  3 }

  4

  5 private static class NestedClass{

  6 private static Singleton instance = new Singleton();

  7 }

  复制代码