培育能力的事必须继续不断地去做,又必须随时改善学习方法,提高学习效率,才会成功。
单例模式的定义:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点!
懒汉
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
这种写法能够在多线程中很好的工作,而且看起来它也具备很好的lazy loading,但是,遗憾的是,效率很低,99%情况下不需要同步。
饿汉
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题,instance在类装载时就实例化。目前java单例是指一个虚拟机的范围,因为装载类的功能是虚拟机的,所以一个虚拟机在通过自己的ClassLoader装载饿汉式实现单例类的时候就会创建一个类的实例。
这就意味着一个虚拟机里面有很多ClassLoader,而这些Classloader都能装载某个类的话,就算这个类是单例,也能产生很多实例。当然如果一台机器上有很多虚拟机,那么每个虚拟机中都有至少一个这个类的实例的话,那这样就更不会是单例了。(这里讨论的单例不适合集群!)
静态内部类
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton() {}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程,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,我想让他延迟加载!这个时候,这种方式相比第2种方式就显得很合理。
枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}
这种方式是Effective Java的作者Josh Bloch提倡的方式,它不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象,不过,个人认为由于1.5中才加入enum特性,用这种方式写不免让人感觉生疏,在实际工作中,也很少看见有人这么写过。
双重校验锁(jdk1.5)
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;
}
}
这样方式实现线程安全地创建实例,而又不会对性能造成太大影响。它只是第一次创建实例的时候同步,以后就不需要同步了。
由于volatile关键字屏蔽了虚拟机中一些必要的代码优化,所以运行效率并不是很高,因此建议没有特别的需要不要使用。双重检验锁方式的单例不建议大量使用,根据情况决定。
总结
有两个问题需要注意:
- 如果单例由不同的类装载器装入,那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取,例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类装载器,这样的话如果有两个servlet访问一个单例类,它们就都会有各自的实例。
- 如果Singleton实现了java.io.Serializable接口,那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样,如果你序列化一个单例类的对象,接下来复原多个那个对象,那你就会有多个单例类的实例。
对第一个问题修复的办法是:
private static Class getClass(String classname)
throws ClassNotFoundException {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
if (classLoader == null)
classLoader = Singleton.class.getClassLoader();
return (classLoader.loadClass(classname));
}
对第二个问题修复的办法是:
public class Singleton implements java.io.Serializable {
public static Singleton INSTANCE = new Singleton();
protected Singleton() {
}
private Object readResolve() {
return INSTANCE;
}
}
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