一、基本特点
如何防止创建多个实例:构造方法设置为私有,使得外部无法直接new出实例
基本组成:a)一个静态的和自身类型相同的成员对象
b)私有的构造方法
c)获取实例的公有方法,供外部调用,以返回实例
二、懒汉式
特点:类被加载时不创建实例,getInstance方法第一次被调用时才创建实例
类代码:
public class LazySingleton {
/**
* 静态的和自身类型相同的成员对象
*/
private static LazySingleton theLazySingleton=null;
/**
* 构造方法设置为私有,保证无法从外部new出实例
* LazySingleton myLazySingleton=new LazySingleton();这样的语句就无法通过编译
*/
private LazySingleton(){}
/**
* 供外部调用的获取实例的方法,会在第一次调用时初始化实例
*/
public static LazySingleton getInstance(){
if(theLazySingleton==null){
System.out.println("懒汉式单例,第一次调用,先创建,再返回实例!");
theLazySingleton=new LazySingleton();
}else{
System.out.println("懒汉式单例,已不是第一次调用,直接返回实例!");
}
return theLazySingleton;
}
}
主函数:
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("开始测试单例模式!");
//尽管使用了两个引用名,实际上指向的是内存中同一个实例
LazySingleton myLazySingleton_A, myLazySingleton_B;
myLazySingleton_A=LazySingleton.getInstance();
myLazySingleton_B=LazySingleton.getInstance();
}
运行结果:
三、饿汉式
特点:类被加载时就创建实例
类代码:
public class HungrySingleton {
private static final HungrySingleton theHungrySingleton=new HungrySingleton();
private HungrySingleton(){}
public static HungrySingleton getInstance(){
System.out.println("饿汉式单例,实例已在类加载时被创建,故可直接返回实例!");
return theHungrySingleton;
}
}
主函数:
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("开始测试单例模式!");
HungrySingleton myHungrySingleton=HungrySingleton.getInstance();
}
运行结果:
四、多线程环境下的单例模式
A)线程安全的单例:
1、效率较高线程安全单例(常用方式)
“静态内部类”只在getInstance()方法第一次调用的时候才会被加载(实现了lazy),而且其加载过程是线程安全的(实现线程安全)
基本理论依据:java的class-loading是线程安全的
详细参考:http://bbs.csdn.net/topics/360053719
//静态内部类实现懒汉式 public class Singleton { private static class SingletonHolder{ //单例变量 private static Singleton instance = new Singleton(); } //私有化的构造方法,保证外部的类不能通过构造器来实例化。 private Singleton() { } //获取单例对象实例 public static Singleton getInstance() { System.out.println("我是内部类单例!"); return SingletonHolder.instance; } }
2、效率较低线程安全单例
a)懒汉式,静态方法getInstance前加“类锁”
缺点:每次获取实例时都会对类进行加锁操作,影响性能
实际只需第一次instance==null时加类锁,防止内存中创建了两个实例。
public class Singleton { //单例实例变量 private static Singleton instance = null; //私有化的构造方法,保证外部的类不能通过构造器来实例化 private Singleton() {} //获取单例对象实例 public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } System.out.println("我是同步法懒汉式单例!"); return instance; } }
b)饿汉式
缺点: 一些未必需要加载的模块会每次都被加载,影响整个系统初次加载速度
public class Singleton { //单例变量 ,static的,在类加载时进行初始化一次,保证线程安全 private static Singleton instance = new Singleton(); //私有化的构造方法,保证外部的类不能通过构造器来实例化。 private Singleton() {} //获取单例对象实例 public static Singleton getInstance() { System.out.println("我是饿汉式单例!"); return instance; } }
B) java“写无序”导致的“非线程安全单例”:双重锁定懒汉式
//双重锁定懒汉式 public class Singleton { //单例实例变量 private static Singleton instance = null; //私有化的构造方法,保证外部的类不能通过构造器来实例化 private Singleton() {} //获取单例对象实例 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } System.out.println("我是双重锁定懒汉式单例!"); return instance; } }
java内存模型中的“无序写”(out-of-order writes)机制,
可能导致:intance<>null时,只是intance=mem,而mem=allocate()还没有完成。
所谓的“无序写”就是,单条语句instance=new Singleton()
实际执行时为两条语句:1、mem=new Singleton()
2、instance=mem
而这两个操作是无序的
PS:整条语句执行完,肯定instance中的值是正确的,但两步中间可能有其他线程进来访问instance。