單例模式詳解

只能生成一個實例的類是實現了Singleton（單例）模式的類型。實現單例模式的程式碼比較短，在面試中經常被提及，這篇隨筆介紹幾種常見的實現方式。

1.餓漢模式

這種實現方式優點是沒有加鎖，執行效率高、執行緒安全的；但是對象在類載入的時候就會被創建，容易產生垃圾對象，正常情況下使用這種方式來創建單例。具體程式碼如下：

public class Singleton {
    // 構造方法私有化 
    private Singleton(){}
    // 類載入就創建實例
    private static Singleton instance = new Singleton();
    // 對外提供獲取實例的方法
    public static Singleton getInstance() {  
        return instance;  
    }  
}

2.懶漢模式

最基本的實現方式，執行緒不安全。

public class Singleton {
    // 構造方法私有化 
    private Singleton(){}
    // 靜態實例
    private static Singleton instance; 
    // 對外提供獲取實例的方法，需要的時候再創建實例
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {
           instance = new Singleton();
        }
        return instance;  
    }

3.懶漢模式，執行緒安全

這種模式在 getInstance()方法上加了同步鎖，當一個執行緒獲取鎖來創建實例，那麼其他執行緒只能等待鎖被釋放。其中一個執行緒拿到鎖後發現實例已經被創建了，就使用已經創建好的實例，效率較低。兩種懶漢模式都不推薦使用。

public class Singleton {
    // 構造方法私有化 
    private Singleton(){}
    // 靜態實例
    private static Singleton instance; 
    // 對外提供獲取實例的方法，需要的時候再創建實例
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {
           instance = new Singleton();
        }
        return instance;  
    }  
}

4.雙重校驗鎖（double-checked locking, DCL）

在實例創建之前我們需要對方法加鎖，那麼創建以後就無需重複加鎖操作，盡最大可能提高程式的執行效率。對上面的程式碼進行改進，這種方式適用於有特殊需求的場景：

public class Singleton {
    // 構造方法私有化 
    private Singleton(){}
    // 靜態實例
    private static Singleton instance; 
    public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {
            // 對Singleton類加鎖
           synchronized(Singleton.calss) {
               if (instance == null) {
                   instance = new Singleton();
               }
           }
        }
        return instance;  
    }  
}

5.靜態內部類

這種方法會在Singleton類內部再創建一個靜態內部類，只有顯示調用 getInstance()時，實例才會被創建。這種方式適用於靜態域需要延遲初始化的場景。

public class Singleton {
     private Singleton (){} 
     private static class SingletonHolder {
         // final修飾，無法再指向其他對象
         private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
     }
    // 鎖定方法，防止子類繼承重寫方法 
     public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

 

參考資料：《Head First 設計模式》

　　　　　《劍指offer》第二版

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