singleton 单例模式

singleton 单例模式

单例模式是Java 中最常用的设计模式，也是面试中经常考察的。

标准版本

<图解设计模式> 书本上的示例代码，在class内有一个静态的变量直接赋值，在类加载的时候就初始化。缺点是有点浪费内存。因为类加载的时候是单线程，保证单例和线程安全。

public class Singleton1 {
      private static Singleton1 singleton1 = new Singleton1();
      private Singleton1() {
            System.out.println("生成了一个实例.");
      }
      public static Singleton1 getInstance() {
            return singleton1;
      }
}

synchronized

延迟初始化实例，但是为了保证线程安全，getInstance需要加锁。

public class Singleton2 {
      private static Singleton2 singleton2 = null;
      private Singleton2() {
            System.out.println("生成了一个实例.");
      }
      public static synchronized Singleton2 getInstance() {
            if (singleton2 == null){
                  singleton2 = new Singleton2();
            }
            return singleton2;
      }
}

双重校验

在方法上加锁synchronized，效率比较低，为了提高效率在getInstance方法内部加锁。锁住的代码范围越小，所等待的时间越少。

public class Singleton3 {
    private static Singleton3 instance = null;
    private Singleton3() {
        System.out.println("生成了一个实例.");
    }
    public static Singleton3 getInstance() {
        if (instance == null){
            synchronized (Singleton3.class){
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

利用静态内部类

这种方式同样利用了 classloder 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟标准版本不同的是：标准版本只要 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，只有显示通过调用 getInstance 方法时，才会显示装载 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，这种方式相比标准版本就显得很合理。

public class Singleton4 {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();
    }
    private Singleton4 (){}
    public static final Singleton4 getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}