java单例模式教程之java实现单例模式的8大方法

单例模式是java中常用的设计模式之一。单例模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

单例模式只创建类的一个对象，之后在一定范围为可任意调用，确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

单例模式的几种实现方式

1、懒汉式

懒汉式是一种非线程安全的单例实现方式，实现代码非常容易。

描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。

示例代码

public class singleton {  
    private static singleton instance;  
    private singleton (){}  
  
    public static singleton getinstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}

2、懒汉式

懒汉式是一种线程安全的单例实现方式，支持懒加载，实现起来也非常容易。

描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getinstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

代码示例

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

3、饿汉式

饿汉式是一种线程安全的单例实现方式，不支持懒加载，实现起来也非常容易。

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getinstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

代码示例

public class singleton {  
    private static singleton instance = new singleton();  
    private singleton (){}  
    public static singleton getinstance() {  
    return instance;  
    }  
}

4、双重校验锁

双重校验锁从jdk1.5开始支持，

是一种线程安全的单例实现方式，支持懒加载，实现起来比较复杂。

描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getinstance() 的性能对应用程序很关键。

代码示例

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;  
    }  
}

5、静态内部类

静态内部类

是一种线程安全的单例实现方式，支持懒加载，实现难度一般。

描述：这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
这种方式同样利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 3 种方式不同的是：第 3 种方式只要 singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 singletonholder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getinstance 方法时，才会显式装载 singletonholder 类，从而实例化 instance。想象一下，如果实例化 instance 很消耗资源，所以想让它延迟加载，另外一方面，又不希望在 singleton 类加载时就实例化，因为不能确保 singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。

public class singleton {  
    private static class singletonholder {  
    private static final singleton instance = new singleton();  
    }  
    private singleton (){}  
    public static final singleton getinstance() {  
    return singletonholder.instance;  
    }  
}

6、枚举

枚举从jdk1.5开始支持，

是一种线程安全的单例实现方式，不支持懒加载，实现起来比较容易。

描述：这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
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。不过，由于 jdk1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。

public enum singleton {  
    instance;  
    public void whatevermethod() {  
    }  
}

总结：一般情况下，不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式，建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用第 4 种双检锁方式。