单例模式（Singleton）

Singleton模式确保每个Java类加载器只能有一个已有的实例并提供对其的全局访问，单例可以节省内存，加快对象访问速度

适用场景

需要频繁实例化然后销毁的对象创建对象耗时长或占用资源大，但又要经常用到的对象带有状态的工具类对象频繁访问数据库或文件的对象，一次实例化多次使用

单例种类

饿汉式：类加载的时候就被初始化，静态字段中实例化懒汉式：延迟加载，调用getInstance()方法时实例化双重检查锁：延迟加载，对上一个进行优化的方式 以上都是线程安全的

代码示例

饿汉式

/** * 饿汉式，急切初始化静态实例保证线程安全 * <p> * 优点：没有线程安全问题，简单 * 缺点：提前初始化会延长类加载器加载类的时间；如果不使用会浪费空间；不能传递参数进行实例化 * * @author July * @date 2020/10/21 */ public final class HungrySingleton { /** * 类的静态实例，final的 */ private static final HungrySingleton INSTANCE = new HungrySingleton(); /** * 私有构造，没有其它方式能初始化类 */ private HungrySingleton() { } /** * 静态方法提供用户调用以获取类的实例 * * @return 单例对象 */ public static HungrySingleton getInstance() { return INSTANCE; } }

懒汉式（私有内部类方式）

/** * 懒汉式，在需要的时候才初始化单例对象 * * 优点：延迟加载的情况下解决线程安全问题（Effective Java推荐写法） * * @author July * @date 2020/10/21 */ public final class LazyLoadedSingleton { /** * 私有构造 */ private LazyLoadedSingleton() { System.out.println("init LazyLoadedSingleton"); } /** * @return 单例对象 */ public static LazyLoadedSingleton getInstance() { return HelperHolder.INSTANCE; } /** * 【重点】内部类HelperHolder被引用的时间不会早于getInstance()被调用的时间， * 所以线程安全，不需要特殊的语言结构(例如volatile或synchronized)。 */ private static class HelperHolder { public static final LazyLoadedSingleton INSTANCE = new LazyLoadedSingleton(); } }

懒汉式（synchronized方式）

/** * 单例是延迟加载，这里使用synchronized进行同步保证线程安全 * <p> * 注意：如果是由反射创建的，那么将不会在同一个类加载器中创建一个单例，而是创建多个选项 * * @author July * @date 2020/10/21 */ public final class LazyLoadedSingleton2 { private static LazyLoadedSingleton2 instance; private LazyLoadedSingleton2() { } /** * 实例仅在第一次调用时创建 */ public static synchronized LazyLoadedSingleton2 getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazyLoadedSingleton2(); } return instance; } }

双重检查锁

/** * 双重检查锁 * <p/> * 参考：http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html * * @author July * @date 2020/10/21 */ public final class DoubleCheckLockingSingleton { private static volatile DoubleCheckLockingSingleton instance; /** * 私有构造防止客户端实例化 */ private DoubleCheckLockingSingleton() { // note 防止通过反射调用实例化 if (instance != null) { throw new IllegalStateException("Already initialized."); } } /** * 获取单例对象 * * @return */ public static DoubleCheckLockingSingleton getInstance() { // 局部变量将性能提高25%，《Effective Java, Second Edition》推荐, p. 283-284 DoubleCheckLockingSingleton result = instance; // 单例双重检查 // 第一重 if (result == null) { synchronized (DoubleCheckLockingSingleton.class) { result = instance; // 第二重 if (result == null) { instance = result = new DoubleCheckLockingSingleton(); } } } return result; } }

FAQ

单例多种实现方式中为什么要用双重检查锁的方式来实现单例？ 在延迟加载中，保证线程安全可以直接在getInstance()方法中直接使用synchronized来保证线程安全，但性能一个问题，也就是说每次调用getInstance()方法都需要线程同步(加锁其实只需要在第一次初始化的时候用到)，性能不高

更多内容可以参考我的另一篇文章：单例模式之双重检查锁（double check locking）的发展历程

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