设计模式-Singleton单例模式详解以及8种写法

什么是单例模式

单列模式是保证在内存之中只有一个实例

单列模式的八种写法

  1. 第一种写法饿汉式 类加载到内存后,就实例化一个单例,JVM保证线程安全。简单实用,推荐使用!缺点:不管用到与否,类装载时就完成实例化
public class Mgr01 {
    
    
    private static final Mgr01 INSTANCE = new Mgr01();

    private Mgr01() {
    
    };

    public static Mgr01 getInstance() {
    
    
        return INSTANCE;
    }


    public static void main(String[] args) {
    
    
        Mgr01 m1 = Mgr01.getInstance();
        Mgr01 m2 = Mgr01.getInstance();
        System.out.println(m1 == m2);
    }
}
  1. 第二种写法 饿汉式,跟第一种一样,只是放在静态代码快加载
public class Mgr02 {
    
    
    private static final Mgr02 INSTANCE;
    static {
    
    
        INSTANCE = new Mgr02();
    }

    private Mgr02() {
    
    };

    public static Mgr02 getInstance() {
    
    
        return INSTANCE;
    }



    public static void main(String[] args) {
    
    
        Mgr02 m1 = Mgr02.getInstance();
        Mgr02 m2 = Mgr02.getInstance();
        System.out.println(m1 == m2);
    }
}
  1. 第三种写法 懒汉式就是什么时候用的时候才初始化,虽然达到了按需初始化的目的,但却带来线程不安全的问题
public class Mgr03 {
    
    
    private static Mgr03 INSTANCE;

    private Mgr03() {
    
    
    }

    public static Mgr03 getInstance() {
    
    
        if (INSTANCE == null) {
    
    
            try {
    
    
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            INSTANCE = new Mgr03();
        }
        return INSTANCE;
    }

    public void m() {
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        for(int i=0; i<100; i++) {
    
    
            new Thread(()->
                System.out.println(Mgr03.getInstance().hashCode())
            ).start();
        }
    }
}
  1. 第四种写法,懒汉式的另一种写法synchronized解决,但也带来效率下降
public class Mgr04 {
    
    
    private static Mgr04 INSTANCE;

    private Mgr04() {
    
    
    }

    public static synchronized Mgr04 getInstance() {
    
    
        if (INSTANCE == null) {
    
    
            try {
    
    
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            INSTANCE = new Mgr04();
        }
        return INSTANCE;
    }

    public void m() {
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        for(int i=0; i<100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Mgr04.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}
  1. 第五种写法, 懒汉式妄图通过减小同步代码块的方式提高效率,在多线程访问情况下,不能保证只有一个Mgr05实例
public class Mgr05 {
    
    
    private static Mgr05 INSTANCE;

    private Mgr05() {
    
    
    }

    public static Mgr05 getInstance() {
    
    
        if (INSTANCE == null) {
    
    
            synchronized (Mgr05.class) {
    
    
                try {
    
    
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
                INSTANCE = new Mgr05();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public void m() {
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        for(int i=0; i<100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Mgr05.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}
  1. 第六种方法 懒汉式 双重非空检查,还要加上volatile,因为在创建对象的时候,第二条指令和第三条指令会进行重排序。假设此时线程1通过第二次检查,在创建对象的过程中,第二条指令和第三条指令出现重排序,此时INSTANCE指向的是一个半初始化的对象。如果在这个时候线程2进来了,在执行第一次检查的时候发现INSTANCE并非为空,这时就直接返回了半初始化的INSTANCE,从而会出现问题。
public class Mgr06 {
    
    
    private static volatile Mgr06 INSTANCE; //JIT

    private Mgr06() {
    
    
    }

    public static Mgr06 getInstance() {
    
    
        if (INSTANCE == null) {
    
    
            //双重检查
            synchronized (Mgr06.class) {
    
    
                if(INSTANCE == null) {
    
    
                    try {
    
    
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                    INSTANCE = new Mgr06();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public void m() {
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        for(int i=0; i<100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Mgr06.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}
  1. 第七种方法 静态内部类写法,加载外部类时不会加载内部类,这样可以实现懒加载
public class Mgr07 {
    
    

    private Mgr07() {
    
    
    }

    private static class Mgr07Holder {
    
    
        private final static Mgr07 INSTANCE = new Mgr07();
    }

    public static Mgr07 getInstance() {
    
    
        return Mgr07Holder.INSTANCE;
    }

    public void m() {
    
    
        System.out.println("m");
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        for(int i=0; i<100; i++) {
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                System.out.println(Mgr07.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }


}
  1. 第八种写法,枚举单例不仅可以解决线程同步。还可以防止反序列化,最完美的写法,枚举类没有办法反序列化,是因为枚举类没有构造方法,所以没办法反序列化
public enum Mgr08 {

    INSTANCE;

    public void m() {}

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr08.INSTANCE.hashCode());
            }).start();
        }
    }

}

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