单例模式

发布日期: 2023-07-22

文章字数: 536

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点

类图

线程安全问题

有线程安全问题的单例模式：

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

上面代码会有一个问题，当多个线程同时调用 getInstance() 方法时，可能会产生多个instance 实例，因此这种方式并不是真正的单例。

所以我们实现单例模式的核心就在于两点：

保证系统中只有一个实例
解决获取单例时线程安全

饿汉式

虚拟机加载时直接实例化好：

private static Singleton instance = new Singleton();

懒汉式

需要的时候才创建实例，但需要加synchronized锁来保证线程安全：

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

这种方式有个问题，每次执行getInstance()都会加锁，操作比较重，实际上我们只需要实例化的那一刻加锁就可以了

双重校验锁

public class Singleton {

    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

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

这种方式有两个关键点：

instance要使用volatile关键字修饰，可以防止JVM指令重排
if (instance == null)这行有可能多个线程同时执行从而导致被多次实例化，因此synchronized同步块中需要再做一次判断

静态内部类

public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

这种写法有一个特点，内部静态类SingletonHolder默认情况不会被JVM加载，只有当getInstance()被调用时，SingletonHolder才会被加载。

这种方式的线程安全是由JVM来确保

枚举方式

class Singleton{
}
 
public enum SingletonEnum {
    INSTANCE;
    
    private Singleton instance;
    
    SingletonEnum() {
        instance = new Singleton();
    }
    
    public Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}