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單例設(shè)計(jì)模式是23種設(shè)計(jì)模式中，最基礎(chǔ)也是最常用的設(shè)計(jì)模式之一，也是面試中關(guān)于設(shè)計(jì)模式知識(shí)點(diǎn)考察比較高頻的問(wèn)題之一。說(shuō)起單例模式的寫(xiě)法，大多數(shù)情況下出現(xiàn)在我們腦海中的可能就是“餓漢式”，“懶漢式”這兩種寫(xiě)法，但是今天小碼哥今天要介紹的是單例模式的7種寫(xiě)法，以后面試官要是再問(wèn)你單例模式，那就拋給他這七種寫(xiě)法吧！

接下來(lái)，我們就言歸正傳，來(lái)一一介紹這七種單例模式的寫(xiě)法吧！

1、餓漢式

餓漢式是單例模式設(shè)計(jì)中比較經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)方式。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

//final不允許被繼承public final class SingleTonEhangshi {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    //在定義實(shí)例對(duì)象時(shí)直接初始化    private static SingleTonEhangshi instance = new SingleTonEhangshi();    //私有化構(gòu)造函數(shù)，不允許外部NEW    private SingleTonEhangshi() {    }    public static SingleTonEhangshi getInstance() {        return instance;    }}

餓漢式的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于instance作為類(lèi)變量直接得到了初始化，如果我們主動(dòng)使用SingleToEhangshi類(lèi)，那么instance實(shí)例將會(huì)直接完成創(chuàng)建，包括其中的實(shí)例變量也都會(huì)得到初始化。

instance作為類(lèi)變量，在類(lèi)初始化的過(guò)程中會(huì)被收集進(jìn)<clinit>()方法中，而該方法是可以100%地保證同步，也就是說(shuō)instance在多線(xiàn)程的情況下不可能被初始化兩次。但是由于instance被ClassLoader加載后很長(zhǎng)一段時(shí)間才被使用的話(huà)，那就會(huì)意味著instance實(shí)例所開(kāi)辟的堆內(nèi)存會(huì)駐留很長(zhǎng)的時(shí)間。

總體說(shuō)來(lái)，如果一個(gè)類(lèi)中的成員變量比較少，且占用的內(nèi)存資源也不多，用餓漢式的方式實(shí)現(xiàn)單例模式也未嘗不可，只是其無(wú)法進(jìn)行懶加載。

2、懶漢式

所謂懶漢式就是在使用類(lèi)實(shí)例的時(shí)候再去創(chuàng)建，也就是說(shuō)用到的時(shí)候我再創(chuàng)建，這樣就可以避免類(lèi)在初始化的時(shí)候提前創(chuàng)建過(guò)早地占用內(nèi)存空間。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

//final不允許被繼承public final class SingleTonLhangshi {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    //定義實(shí)例，但是不直接初始化    private static SingleTonLhangshi instance = null;    //私有化構(gòu)造函數(shù)，不允許外部NEW    private SingleTonLhangshi() {    }    public static SingleTonLhangshi getInstance() {        if (null == instance) {            instance = new SingleTonLhangshi();        }        return instance;    }}

類(lèi)變量instance=null,因此當(dāng)類(lèi)被初始化的時(shí)候instance并不會(huì)立刻被實(shí)例化，而是在getInstance()方法被調(diào)用時(shí)判斷instance實(shí)例是否被實(shí)例化，如果沒(méi)有實(shí)例化在調(diào)用私有構(gòu)造方法進(jìn)行實(shí)例化操作。

懶漢式寫(xiě)法在多線(xiàn)程環(huán)境下，會(huì)存在同一時(shí)間多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)看到null==instance的情況，從而導(dǎo)致instance會(huì)被實(shí)例化多次，從而無(wú)法保證單例的唯一性。

3、懶漢式＋同步方法

懶漢式的單例實(shí)現(xiàn)方式可以保證實(shí)例的懶加載，但是卻無(wú)法保證實(shí)例的唯一性。在多線(xiàn)程環(huán)境下由于instance為共享數(shù)據(jù)，當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)使用時(shí)，需要保證數(shù)據(jù)的同步性，所以如果需要保證懶漢式實(shí)例的唯一性，我們可以通過(guò)同步的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。代碼如下：

/final不允許被繼承public final class SingleTonLhangshiSync {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    //定義實(shí)例，但是不直接初始化    private static SingleTonLhangshiSync instance = null;    //私有化構(gòu)造函數(shù)，不允許外部NEW    private SingleTonLhangshiSync() {    }    //向getInstance方法加入同步控制，每次只能有一個(gè)線(xiàn)程能夠進(jìn)入    public static synchronized SingleTonLhangshiSync getInstance() {        if (null == instance) {            instance = new SingleTonLhangshiSync();        }        return instance;    }}

采用懶漢式＋數(shù)據(jù)同步的方法既滿(mǎn)足了懶加載又能夠100%保證instance實(shí)例的唯一性。但是，synchronized關(guān)鍵字的排它性會(huì)導(dǎo)致getInstance()方法同一時(shí)刻只能被一個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)，性能會(huì)比較低下。

4、Double-Check

Double-Check是一種比較聰明的設(shè)計(jì)方式，它提供了一種高效的數(shù)據(jù)同步策略，那就是首次初始化的時(shí)候加鎖，之后則允許多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)進(jìn)行g(shù)etInstance()方法的調(diào)用來(lái)獲得類(lèi)的實(shí)例。代碼如下：

//final不允許被繼承public final class SingletonDoubleCheck {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    //定義實(shí)例，但是不直接初始化    private static SingletonDoubleCheck instance = null;    Connection con;    Socket socket;    //私有化構(gòu)造函數(shù)，不允許外部NEW    private SingletonDoubleCheck() {        this.con = con;//初始化        this.socket = socket;//初始化    }    public static SingletonDoubleCheck getInstance() {        //當(dāng)instance為null時(shí)，進(jìn)入同步代碼塊，同時(shí)該判斷避免了每次都需要進(jìn)入同步代碼塊，可以提高效率        if (null == instance) {            //只有一個(gè)線(xiàn)程能夠獲得SingletonDoubleCheck.class關(guān)聯(lián)的monitor            synchronized (SingletonDoubleCheck.class) {                //判斷如果instance為null則創(chuàng)建                if (null == instance) {                    instance = new SingletonDoubleCheck();                }            }        }        return instance;    }}

當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)程發(fā)現(xiàn)null==instance成立時(shí)，只有一個(gè)線(xiàn)程有資格進(jìn)入同步代碼塊，完成對(duì)instance的初始化，隨后的線(xiàn)程發(fā)現(xiàn)null==instance不成立則無(wú)須進(jìn)行任何操作，以后對(duì)getInstance的訪(fǎng)問(wèn)就不會(huì)再需要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步了。

此種方式看起來(lái)是既滿(mǎn)足了懶加載，又保證了instance實(shí)例的唯一性，并且還提供了比較高效的數(shù)據(jù)同步策略，可以允許多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)對(duì)getInstance進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。但是這種方式在多線(xiàn)程的情況下，可能會(huì)引起空指針異常，這是因?yàn)槿绻谌缟洗a的構(gòu)造方法中還存在初始化其他資源的情況的話(huà)，由于JVM運(yùn)行時(shí)存在指令重排的情況，這些資源在實(shí)例化時(shí)順序并無(wú)前后關(guān)系的約束，那么在這種情況下，就極有可能是instance最先被實(shí)例化，而con和socket并未完成實(shí)例化，而未完成實(shí)例化的實(shí)例在調(diào)用其方法時(shí)將會(huì)拋出空指針異常。

5、Volatile Double-Check

為了解決Double-Check指令重排導(dǎo)致的空指針問(wèn)題，可以用volatile關(guān)鍵字防止這種重排序的發(fā)生。因此代碼只需要稍作修改就能滿(mǎn)足多線(xiàn)程下的單例、懶加載以及實(shí)例的高效性了。代碼如下：

//final不允許被繼承public final class SingletonDoubleCheck {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    //定義實(shí)例，但是不直接初始化    private static volatile SingletonDoubleCheck instance = null;    Connection con;    Socket socket;    //私有化構(gòu)造函數(shù)，不允許外部NEW    private SingletonDoubleCheck() {        this.con = con;//初始化        this.socket = socket;//初始化    }    public static SingletonDoubleCheck getInstance() {        //當(dāng)instance為null時(shí)，進(jìn)入同步代碼塊，同時(shí)該判斷避免了每次都需要進(jìn)入同步代碼塊，可以提高效率        if (null == instance) {            //只有一個(gè)線(xiàn)程能夠獲得SingletonDoubleCheck.class關(guān)聯(lián)的monitor            synchronized (SingletonDoubleCheck.class) {                //判斷如果instance為null則創(chuàng)建                if (null == instance) {                    instance = new SingletonDoubleCheck();                }            }        }        return instance;    }}

6、Holder方式

Holder方式完全借助了類(lèi)加載的特點(diǎn)。代碼如下：

//不允許被繼承public final class SingletonHolder {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    private SingletonHolder() {    }    //在靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)中持有單例類(lèi)的實(shí)例，并且可直接被初始化    private static class Holder {        private static SingletonHolder instance = new SingletonHolder();    }    //調(diào)用getInstance方法，事實(shí)上是獲得Holder的instance靜態(tài)屬性    public static SingletonHolder getInstance() {        return Holder.instance;    }}

在單例類(lèi)中并沒(méi)有instance的靜態(tài)成員，而是將其放到了靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)Holder之中，因此單例類(lèi)在初始化的過(guò)程中并不會(huì)創(chuàng)建SingletonHolder的實(shí)例，內(nèi)部類(lèi)Holder中定義了SingletonHolder的靜態(tài)變量，并且直接進(jìn)行了實(shí)例化，只有當(dāng)Holder被主動(dòng)引用的時(shí)候才會(huì)創(chuàng)建SingletonHolder的實(shí)例。

SingletonHolder實(shí)例的創(chuàng)建過(guò)程在Java程序編譯時(shí)期收集至<clinit>()方法中，該方法又是同步方法，可以保證內(nèi)存的可見(jiàn)性、JVM指令的順序性和原子性。Holder方式的單例模式設(shè)計(jì)是最好的設(shè)計(jì)之一，也是目前使用比較廣的設(shè)計(jì)。

7、枚舉方式

枚舉方式在很多開(kāi)源框架中也應(yīng)用得比較廣泛，枚舉類(lèi)型不允許被繼承，同樣是線(xiàn)程安全的，并且只能被實(shí)例化一次，但是枚舉類(lèi)型不能夠?qū)崿F(xiàn)懶加載。用枚舉類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)單例模式的代碼如下：

public class SingletonEnum {    //實(shí)例變量    private byte[] data = new byte[1024];    private SingletonEnum() {    }    //使用枚舉充當(dāng)Holder    private enum EnumHolder {        INSTANCE;        private SingletonEnum instance;        EnumHolder() {            this.instance = new SingletonEnum();        }        private SingletonEnum getInstance() {            return instance;        }    }    public static SingletonEnum getInstance() {        return EnumHolder.INSTANCE.getInstance();    }}

以上就是要給大家介紹的單例模式的7種寫(xiě)法了，雖然單例模式非常簡(jiǎn)單，但是在多線(xiàn)程的情況下，我們之前所設(shè)計(jì)的單例程序未必能夠滿(mǎn)足單實(shí)例、懶加載以及高性能的特點(diǎn)。