单例模式的实现

单例模式指的是在应用整个生命周期内只能存在一个实例

实现单例模式

一、饿汉式

• 以空间换时间的方式
• 在定义类的静态私有变量同时进行实例化

优点：线程安全；获取实例速度快

缺点：类加载即初始化实例，内存浪费

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

二、懒汉式-----线程安全

• 以时间换空间的方式
• 等到用着的时候才去实例化

在多线程并发的环境下可能出现资源同步问题

       懒汉式在单个线程中没有问题，但多个线程同事访问的时候就可能同事创建多个实例，而且这多个实例不是同一个对象，虽然后面创建的实例会覆盖先创建的实例，但是还是会存在拿到不同对象的情况。解决这个问题的办法就是加锁synchonized，第一次加载时不够快，多线程使用不必要的同步开销大

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){
        
    }
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton();
        }
        return instance;
    }
    /*
     *懒汉式---线程不安全 （区别 -->synchronized ）
     public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    */
    
}

优点：

1. 在获取实例的方法中，进行实例的初始化，节省系统资源

缺点：

1. 如果获取实例时，初始化工作较多，加载速度会变慢，影响系统系能
2. 每次获取实例都要进行非空检查，系统开销大
3. 非线程安全，当多个线程同时访问getInstance()时，可能会产生多个实例

三、双重校验锁

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

问题根源：instance= new Singleton();

可以分解为下面三段代码:

memory=allocate();    //1、分配对象的内存空间

ctorInstance(memory); //2、初始化对象

instance=memory;      //3、设置instance指向刚分配的内存地址


在一些编译器上可能会被重排序，如下：

memory=allocate();    //1、分配对象的内存空间

instance=memory;      //3、设置instance指向刚分配的内存地址

ctorInstance(memory); //2、初始化对象


先分配了内存指向，会导致另一个线程访问一个还未初始化的对象。所以使用volatile关键字，不允许重排序。

 

优点：线程安全，进行双重检查，保证只在实例未初始化前进行同步，效率高

缺点：实例非空判断，耗费一定资源

四、静态内部类

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

优点：既避免了同步带来的性能损耗，又能够延迟加载 

 

单例模式的优缺点

优点：该类只存在一个实例，节省系统资源；对于需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。

缺点：不能外部实例化（new）。