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[Java教程]五种方法实现Java的Singleton单例模式


面试的时候经常会问到Java的单例模式,这道题能很好的考察候选人对知识点的理解程度。单例模式要求在系统运行时,只存在唯一的一个实例对象。

下面我们来详细剖析一下其中的关键知识点,并介绍五种实现方法,以及它们的优缺点。

一、最简单的方法是在类加载的时候初始化这个单独的实例。

首先,定义单例类(没有特别的,就是起个名字):

1 public class Singleton{

其次,需要定义类变量将单例对象保存下来:

1 private static Singleton instance = new Singleton();

这里需要注意两点:

  1. private:除了Singleton类内部,其它地方无法访问该变量;

  2. static:确保是静态类变量,这样可以通过类名来访问,无须实例;

再次,需要显式定义构造函数,并将其设置为private,这样在Singleton类之外new的话编译器就会报错,即使是Singleton的子类也不行:

1 private Singleton() {}

最后,定义单例对象的获取方法,

1 public static Singleton getInstance() {2   return instance;3 }

 

同样需要注意:

  1. public:这样外部才能调用;

  2. static:这样外部才能通过类名来访问,否则获取不到单例对象;

二、使用懒加载。在方法一的基础上,我们需要修改几处代码:

首先,静态类变量应该初始化为NULL:

1 private static Singleton instance = NULL;

其次,getInstance()方法需要承担生成实例的任务:

1 public static Singleton getInstance() {2   if(instance == NULL)3     instance = new Singleton();4   return instance;5 }

 

三、考虑多线程的问题。方法二在多线程情况下仍然有可能产生多个实例,我们需要使用同步来避免多线程问题。如下,在getInstance()方法前使用synchronized关键字:

1 public static synchronized Singleton getInstance() {

四、考虑性能问题。synchronized关键字修饰getInstance()方法,会导致所有调用getInstance()方法的线程都要竞争同一把锁,即使在单例对象已经生成好的情况下。这里使用double check的方式:

1 public static Singleton getInstance() {2   if (instance == null) {3     synchronized (Singleton.class) {4     if (instance == null)5       instance = new Singleton();6     }7   }8   return instance;9 }

 

五、更简化的方法。基于静态内部类的特性,我们可以利用它的懒加载机制简化实现:

1 public static Singleton getInstance(){2   return NestedClass.instance;3 }4 5 private static class NestedClass{6   private static Singleton instance = new Singleton();7 }