在Java的23中设计模式中,单例模式是最简单也是最常考的一个设计模式,实现单例模式的方式有很多种,而且有的实现方式会考虑线程安全和反射机制的破坏,其中最常见的不外乎懒汉模式
、饿汉模式
、双重检查式
和枚举式
,加下来就每个方式的单例模式进行代码的实现,以此来做一个对比。
1 懒汉模式
顾名思义,懒汉就是在需要的时候去做事情,因此懒汉模式就是在需要的时候再去new
,进行对象的实例化,等再次需要时先进行检查,如果对象不为空就直接返回。
/**
* 懒汉式
*
* @author 17122
*/
public class LanHanSingleton {
/**
* 先声明,不需要new
*/
private static LanHanSingleton instance;
/**
* 构造方法私有,不允许new
*/
private LanHanSingleton() {
}
/**
* 多线程环境下加入synchronized可保障线程安全
*
* @return
*/
public static synchronized LanHanSingleton getInstance() {
//检查如果对象为空则重新创建
if (instance == null) {
instance = new LanHanSingleton();
}
return instance;
}
}
2 饿汉模式
可以把饿汉当做JVM的类加载器,而需要实例化的对象就是食物,当在JVM类加载时就迫切的进行类的实例化,因此饿汉模式名由此而生。简单的描述就是在类加载时将对象实例化,获取时直接返回。
/**
* 饿汉式单例
*
* @author 17122
*/
public class EHanSingleton {
/**
* 初始化类时先创建实例
*/
private static EHanSingleton instance = new EHanSingleton();
/**
* 构造方法私有,不允许new
*/
private EHanSingleton() {
}
public static EHanSingleton getInstance() {
//返回实例
return instance;
}
}
3 双重检查式
双重检查式的实现主要是为了多线程下的安全状态,放在多个线程在第一次if判断时产生相同的结果。而且在第一次if之后加入了对象锁,确保多线程下线程的安全。
/**
* 双重检查式
*
* @author 17122
*/
public class DoubleCheckSingleton {
/**
* volatile保证多线程下数据的可见性
*/
private volatile static DoubleCheckSingleton singleton;
/**
* 构造方法私有,不允许new
*/
private DoubleCheckSingleton() {
}
public static DoubleCheckSingleton getSingleton() {
//第一次检查
if (singleton == null) {
//加入对象锁
synchronized (DoubleCheckSingleton.class) {
//第二次检查
if (singleton == null) {
singleton = new DoubleCheckSingleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
4 枚举式
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还自动支持序列化机制,防止反序列化重新创建新的对象,绝对防止多次实例化。
/**
* 枚举式
*
* @author 17122
*/
public enum EnumSingleton {
INSTANCE;
/**
* 返回实例
*
* @return
*/
public static EnumSingleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
//以下可以时任意方法
}
5 对比
是否线程安全 | 是否能被反射破坏 | 多线程下使用效率 | |
---|---|---|---|
懒汉模式 | 是 | 是 | 较低 |
饿汉模式 | 是 | 是 | 较高 |
双重检查式 | 是 | 是 | 较高 |
枚举式 | 是 | 否 | 较高 |
6 扩展:反射如何破坏单例?
/**
* 反射破坏单例模式
*/
try {
DoubleCheckSingleton singleton = DoubleCheckSingleton.getSingleton();
Constructor<DoubleCheckSingleton> constructor = DoubleCheckSingleton.class.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
DoubleCheckSingleton instance = constructor.newInstance();
System.out.println("反射破坏单例:");
System.out.println(singleton == instance);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}