單例模式的實現

洞拐洞拐發表於2016-08-27
單例模式

　　單例模式就是是一個類僅可以建立一個物件，在java中實現主要有兩種方式：餓漢式和懶漢式。

　　先看兩種方式共有的部分，因為是單例，所以構造方法必須是私有的private，而且必須提供一個對外界開放的獲取物件的方法，該方法內部控制返回唯一的一個物件例項：

public class Singleton {

    //構造方法私有，阻斷外界直接建立物件的方法
    private Singleton() {}
    
    //提供一個獲取唯一物件例項的方法
    public static Singleton getInstance(){
        //...
    }
    
}

　　以上是不管什麼方式的實現，都得遵循的一些規定，下面就介紹懶漢式和餓漢式：

　　餓漢式是單例類感覺自己很飢餓(將例項物件想象為吃的)，不管有沒有別的類跟我要例項類，我都要自己先生成一個，像下面的實現：　

public class Singleton {

    //構造方法私有，阻斷外界直接建立物件的方法
    private Singleton() {}
    
    //內部持有一個類初始化時唯一建立的一個類例項物件
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    
    //提供一個獲取唯一物件例項的方法
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
    
}

　　餓漢式的有點在於編碼邏輯簡單好理解，無執行緒安全問題；缺點嘛，自然就是當我僅僅是想用Singleton類其他方法，他還是建立了一個對我現在來說沒用的例項物件，當系統中這種餓漢式的單例類多起來的時候，無疑是一種資源浪費，這個問題正好懶漢式可以解決。

　　懶漢式，就是自己首先持有一個空的單例類的例項，但是不會類一載入就建立例項，只有當別人第一次要我的例項物件我才給他建立，懶嘛，要是沒人要我就不建立了:

public class Singleton {

    //構造方法私有，阻斷外界直接建立物件的方法
    private Singleton() {}
    
    //內部持有一個單例類的引用
    private static Singleton singleton = null;
    
    //提供一個獲取唯一物件例項的方法
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton==null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
    
}

　　餓漢式的有點不用說了，就是解決了懶漢式的缺點；但是他的缺點就是多執行緒環境下，不盡人意啊，比如兩個執行緒同時都是第一次去獲取Singleton類的例項的時候，又同時執行到if(singleton==null)這一行，兩個執行緒就會同時進入if語句執行體中去，可能先後執行了singleton = new Singleton();這就違反了單例模式的概念，所以還得想個辦法解決這個問題。

　　執行緒安全的餓漢式：(其實只要將if語句上加上執行緒鎖，就可以避免兩個執行緒一起跑到這個地方來了)

public class Singleton {

    //構造方法私有，阻斷外界直接建立物件的方法
    private Singleton() {}
    
    //內部持有一個單例類的引用
    private static Singleton singleton = null;
    
    //提供一個獲取唯一物件例項的方法
    public static Singleton getInstance(){
        synchronized (Singleton.class) {
            if(singleton==null){
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
    
}

　　踏噠~，解決了，但是！你發現了麼？這樣的話，每次別人想獲取sinleton例項的時候都得等待別的執行緒釋放鎖，自己再加鎖，自己再釋放鎖，而這些鎖的操作又是那麼消耗時間，能不能再優化一下。想一想，是不是第一次訪問完了，只要sington物件例項，不為空，直接返回就是了，沒有現成問題啊，應該這樣：

public class Singleton {

    //構造方法私有，阻斷外界直接建立物件的方法
    private Singleton() {}
    
    //內部持有一個單例類的引用
    private static Singleton singleton = null;
    
    //提供一個獲取唯一物件例項的方法
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton==null){
            synchronized (Singleton.class) {
                if(singleton==null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
    
}

　　完美！執行緒安全的懶漢式，既解決了資源浪費問題，又兼顧了執行緒安全問題。

　　不過還有個更巧妙地方法，這個就涉及到內部類的只是，當一個類載入的時候，其內部類並不載入，而是隻要第一次用到內部類的時候內部類才會載入，而且如果這個內部類是static內部類，也就是說載入了這個類一次，以後就直接獲取他就可以了，詳細參見另一篇部落格：http://www.cnblogs.com/WreckBear/p/5812942.html。

public class Singleton {

    //構造方法私有，阻斷外界直接建立物件的方法
    private Singleton() {}
    
    /*
     * 搭建一個內部靜態類，外部類載入的時候，內部類並不會載入，
     * 只有當內部類被訪問的時候才會被載入、初始化，載入之後就會一直儲存在記憶體中
     */
    public static class Get{
        public static Singleton singleton = new Singleton();
    }
    
}

　　在Main中獲取：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.Get.singleton;
    }
}

　　這種方法顯得更加優雅一點，至此，結束！

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