JAVA设计模式之【单例模式】

1 类图

2 饿汉式单例

例如：静态块、静态成员

2.1 概念

类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象

2.2 优点

没有加任何的锁、执行效率比较高

2.3 缺点

类加载的时候就初始化，不管用与不用都占着空间，浪费了内存。

3 懒汉式单例

3.1 直接：线程不安全

java 复制代码

public class LazySimpleSingleton {
    private LazySimpleSingleton(){}
    //静态块，公共内存区域
    private static LazySimpleSingleton lazy = null;
    public  static LazySimpleSingleton getInstance(){
        if(lazy == null){
            lazy = new LazySimpleSingleton();
        }
        return lazy;
    }
}

3.2 同步方法

java 复制代码

public class LazySimpleSingleton {
    private LazySimpleSingleton(){}
    //静态块，公共内存区域
    private static LazySimpleSingleton lazy = null;
    public synchronized static LazySimpleSingleton getInstance(){
        if(lazy == null){
            lazy = new LazySimpleSingleton();
        }
        return lazy;
    }
}

3.2.1 优化CPU：双重检查锁

java 复制代码

public class LazyDoubleCheckSingleton {
    private volatile static LazyDoubleCheckSingleton lazy = null;
    private LazyDoubleCheckSingleton(){}
    public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance(){
        if(lazy == null){
            synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class){
                if(lazy == null){
                    lazy = new LazyDoubleCheckSingleton();
                    //1.分配内存给这个对象
                    //2.初始化对象
                    //3.设置lazy指向刚分配的内存地址
                    //4.初次访问对象
                }
            }
        }
        return lazy;
    }
}

3.2.2 IDEA 环境下的多线程调试

3.3 静态内部类

这种形式兼顾饿汉式的内存浪费，也兼顾synchronized性能问题，完美地屏蔽了这两个缺点

java 复制代码

//史上最牛B的单例模式的实现方式
public class LazyInnerClassSingleton {
    //默认使用LazyInnerClassGeneral的时候，会先初始化内部类
    //如果没使用的话，内部类是不加载的
    private LazyInnerClassSingleton(){
        if(LazyHolder.LAZY != null){
            throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
        }
    }
    //每一个关键字都不是多余的
    //static 是为了使单例的空间共享
    //保证这个方法不会被重写，重载
    public static final LazyInnerClassSingleton getInstance(){
        //在返回结果以前，一定会先加载内部类
        return LazyHolder.LAZY;
    }
    //默认不加载
    private static class LazyHolder{
        private static final LazyInnerClassSingleton LAZY = new LazyInnerClassSingleton();
    }
}

3.3.1 反射破坏单例

在构造函数上抛出异常

java 复制代码

    private LazyInnerClassSingleton(){
        if(LazyHolder.LAZY != null){
            throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
        }
    }

3.3.2 序列化破坏单例

增加 readResolve()方法

java 复制代码

public class SeriableSingleton implements Serializable {
    public  final static SeriableSingleton INSTANCE = new SeriableSingleton();
    private SeriableSingleton(){}
    public static SeriableSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
    private  Object readResolve(){
        return  INSTANCE;
    }
}

4 注册式单例

4.1 枚举式单例

利用jdk特性。具有线程安全、实例唯一（杜绝反序列化破坏单例）的特点。

java 复制代码

public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;
    private Object data;
    public Object getData() {
        return data;
    }
    public void setData(Object data) {
        this.data = data;
    }
    public static EnumSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

4.1.1 优点

线程安全、实例唯一

4.2 容器缓存写法

java 复制代码

public class ContainerSingleton {
    private ContainerSingleton(){}
    private static Map<String,Object> ioc = new ConcurrentHashMap<String,Object>();
    public static Object getInstance(String className){
        synchronized (ioc) {
            if (!ioc.containsKey(className)) {
                Object obj = null;
                try {
                    obj = Class.forName(className).newInstance();
                    ioc.put(className, obj);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return obj;
            } else {
                return ioc.get(className);
            }
        }
    }
}

4.2.1 优点

对象方便管理、懒加载

4.2.2 缺点

不加上synchronized存在线程安全问题

5 ThreadLocal-线程单例

5.1 写法

java 复制代码

public class ThreadLocalSingleton {
    private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> threadLocalInstance =
            new ThreadLocal<ThreadLocalSingleton>(){
                @Override
                protected ThreadLocalSingleton initialValue() {
                    return new ThreadLocalSingleton();
                }
            };
    private ThreadLocalSingleton(){}
    public static ThreadLocalSingleton getInstance(){
        return threadLocalInstance.get();
    }
}

5.2 优点

保证在单个线程中是唯一