花式寫單例之單例的六種寫法

EnjoyAndroid發表於2017-11-23
單例

一、前言

       單例模式是一種常用的設計模式，其定義是單例物件類只允許一個例項存在，實現的核心原理是建構函式私有化。使用單例可以節省記憶體開銷，也是現實場景中的一種對映，比如一臺印表機同時只能執行一個列印任務，一個公司只有一個CEO等場景。

二、實現步驟

2.1 建構函式私有化；
2.2 提供一個靜態方法獲取例項（需要注意多執行緒問題）。

三、寫法

3.1 餓漢式（執行緒安全）

public class Singleton {

    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}複製程式碼

優點：簡單粗暴、類載入的時候就初始化完成，執行緒安全；
缺點：類載入的時候就已經完成初始化，如果該物件使用時機比較晚，或者始終沒有用到，會造成不必要的記憶體資源浪費。

3.2 懶漢式(執行緒不安全)

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}複製程式碼

優點：延遲初始化，避免了不必要的記憶體開銷；
缺點：執行緒不安全。

3.3 懶漢式（執行緒安全，同步方法）

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}複製程式碼

優點：延遲初始化，避免了不必要的記憶體開銷,且執行緒安全；
缺點：效率偏低，每次獲取例項都進行同步鎖，事實上只需要在第一次new物件的時候同步鎖就行了，後續想獲取例項可以直接返回。

3.4 懶漢式（執行緒安全，同步程式碼塊）

public class Singleton {

    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}複製程式碼

這種方式是對3.3的一個優化，兼顧效率和執行緒安全，也是比較常用的一種寫法（多謝評論區中@monkeysayhi和@java熊的指正，現已加上volatile欄位，可避免指令重排序的問題）。

3.5 靜態內部類（執行緒安全）

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    private static class SingletonHolder {

        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

}複製程式碼

這種方式兼顧了延遲初始化，執行緒安全，是一種比較推薦的寫法。

3.6 列舉（執行緒安全）

public enum Singleton {

    INSTANCE;

}複製程式碼

列舉是JDK1.5之後推出的一個新特性，該寫法是《Effective Java》推薦的一種寫法,簡單粗暴、高效，執行緒安全，缺點是閱讀性不是很強，在Android上使用列舉會有一定的效能開銷，官方並不建議大規模使用列舉。

四、適用場景

4.1 建立物件耗時或者耗費資源過多，但又需要頻繁用到；
4.2 需要頻繁的進行建立和銷燬的物件；
4.3 工具類物件。複製程式碼

五、總結

       單例的寫法很多，以上列舉了比較常見的寫法，具體用的時候需要根據自己應用的實際需求來寫，我個人比較推薦3.4懶漢式（執行緒安全，同步程式碼塊）和3.5 靜態內部類（執行緒安全）的寫法。

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