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单例模式(下)---如何优雅着写出单例模式

帅地
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在上一篇文章 单例模式(上)—如何优雅地保证线程安全问题中,我们采取了懒汉式写法来写我们的单例模式,并且重点讲解了懒汉式中线程安全的问题。这篇我们来讲讲单例模式中的其他几种写法。

上篇文章中,方法和变量的声明都忘了加上“static”的声明,这里提醒一下。

懒汉式

懒汉式在上节我们已经讲过了,直接给出代码:

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;
    private Singleton(){};
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class){
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

懒汉式这种方式需要我们来自己加锁,保证线程安全的问题。

不过就算我们保证了线程安全,这种写法还是无法保证存在唯一一个对象实例。因为别人还是可以通过反射的方式来创建一个新的对象。我写个示例:

public class Singleton {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获得构造器
        Constructor<Singleton> c = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
        //把构造器设置为可访问
        c.setAccessible(true);
        //创建两个实例对象
        Singleton s1 = c.newInstance();
        Singleton s2 = c.newInstance();
        //比较下两个实例是否相等
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

打印结果:false。

所以懒汉式这种方式还是存在一些缺点的。

饿汉式

所谓饿汉式,就是一开始把对象实例创建出来,而不是等getInstance这个方法被调用才来创建对象。代码如下:

public class Singleton2 {
    private static Singleton2 instance = new Singleton2();
    //私有构造器
    private Singleton2(){};

    public static Singleton2 getInstance() {
        return instance;
    }
}

饿汉式与懒汉式相比,我们不用管线程安全的问题,代码看起来也比较简洁。

但是,由于对象一开始就被创建出来了,假如我们从头到尾都不调用getInstance()这个方法,那么这个对象就白创建了。

当然,和懒汉式一样,饿汉式也存在反射问题。

总结一下饿汉式的一些问题:

1、有可能出现对象白白浪费的情况。

2、和懒汉式一样,无法组织反射问题。

采用静态内部类的写法

直接上代码

public class Singleton3 {
    //静态内部类
    private static class LazyHolder{
        private static Singleton3 instance = new Singleton3(); 
    }
    //私有构造器
    private Singleton3(){};
    public static Singleton3 getInstance() {
        return LazyHolder.instance;
    }
}

由于外部类无法访问静态内部类,因此只有当外部类调用Singleton.getInstance()方法的时候,才能得到instance实例。

并且,instance实例对象初始化的时机并不是在Singleton被加载的时候,而是当getInstance()方法被调用的时候,静态内部类才会被加载,这时instance对象才会被初始化。并且也是线程安全的。

所以,与饿汉式相比,通过静态内部类的方式,可以保证instance实例对象不会被白白浪费。

但是,它仍然存在反射问题。

采取枚举的方式

直接上代码:

public enum Singleton4 {
    //一般用大写的了,不过为了和前面的统一
    //我就用小写的了
    
    instance;
}

枚举的方式简单吧?一行代码就搞定了,不过和饿汉式一样,由于一开始instance实例就被创建了,所以有可能出现白白浪费的情况。

但是,通过枚举的方式,不仅代码简单,线程安全,而且JVM还能阻止反射获取枚举类的私有构造器。

下面做个实验

public enum Singleton4 {
    //一般用大写的了,不过为了和前面的统一
    //我就用小写的了
    instance;

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获得构造器
        Constructor<Singleton4> c = Singleton4.class.getDeclaredConstructor();
        //把构造器设置为可访问
        c.setAccessible(true);
        //创建两个实例对象
        Singleton4 s1 = c.newInstance();
        Singleton4 s2 = c.newInstance();
        //比较下两个实例是否相等
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

结果出现了异常:

Exception in thread “main” java.lang.NoSuchMethodException: singleton.Singleton4.()

at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3082)

at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2178)

at singleton.Singleton4.main(Singleton4.java:12)

所以,这种枚举的方式可以说的用的最多的一种方式了,唯一的缺点就是对象一开始就被创建,可能出现白白浪费没有用到对象的情况。

不过,总体上,还是推荐采用枚举的方式来写。

 ---------------**完**-------------------
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