面試答不上來?教你花式寫單例之單例的六種寫法

一、前言

單例模式是一種常用的設計模式,其定義是單例對象類只允許一個實例存在,實現的核心原理是構造函數私有化。使用單例可以節省內存開銷,也是現實場景中的一種映射,比如一臺打印機同時只能運行一個打印任務,一個公司只有一個CEO等場景。

二、實現步驟

2.1 構造函數私有化;
2.2 提供一個靜態方法獲取實例(需要注意多線程問題)。

三、寫法

3.1 餓漢式(線程安全)

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

優點:簡單粗暴、類加載的時候就初始化完成,線程安全;
缺點:類加載的時候就已經完成初始化,如果該對象使用時機比較晚,或者始終沒有用到,會造成不必要的內存資源浪費。

3.2 懶漢式(線程不安全)

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

優點:延遲初始化,避免了不必要的內存開銷;
缺點:線程不安全。

3.3 懶漢式(線程安全,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;
    }
}

優點:延遲初始化,避免了不必要的內存開銷,且線程安全;
缺點:效率偏低,每次獲取實例都進行同步鎖,事實上只需要在第一次new對象的時候同步鎖就行了,後續想獲取實例可以直接返回。

3.4 懶漢式(線程安全,同步代碼塊)

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;
    }
}

這種方式是對3.3的一個優化,兼顧效率和線程安全,也是比較常用的一種寫法.

3.5 靜態內部類(線程安全)

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();
    }

}

這種方式兼顧了延遲初始化,線程安全,是一種比較推薦的寫法。

3.6 枚舉(線程安全)

public enum Singleton {

    INSTANCE;

}

枚舉是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,線程安全,缺點是閱讀性不是很強,在Android上使用枚舉會有一定的性能開銷,官方並不建議大規模使用枚舉。

四、適用場景

4.1 創建對象耗時或者耗費資源過多,但又需要頻繁用到;
4.2 需要頻繁的進行創建和銷燬的對象;
4.3 工具類對象。複製代碼

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(線程安全,同步代碼塊)3.5 靜態內部類(線程安全)的寫法。

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