单例设计模式详解

单例设计模式要点：

一是某个类只能有一个实例；
构造器私有化

二是它必须自行创建这个实例；
含有一个该类的静态变量来保存这个唯一的实例

三是它必须自行向整个系统提供这个实例;
对外提供获取该实例对象的方式：
（1）直接暴露（2）用静态变量的get方法获取

常见的几种形式：

饿汉式：直接创建对象，不存在线程安全问题

直接实例化饿汉式（简洁直观）
枚举式（最简洁）
静态代码块饿汉式（适合复杂实例化）

懒汉式：延迟创建对象

线程不安全（适用于单线程）
线程安全（适用于多线程）
静态内部类形式（适用于多线程）

代码示例：

1.直接实例化饿汉式

public class Singleton1 {
	public static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();
	private Singleton1(){
		
	}
}

2.枚举式

public enum Singleton2 {
	INSTANCE
}

3.静态代码块饿汉式(适合复杂情况，静态代码块中还可以写其他业务)

public class Singleton3 {
	public static final Singleton3 INSTANCE;
	
	static{
		INSTANCE = new Singleton3(); 
	}
	
	private Singleton3(){
		
	}
}

以上的创建方式，调用时都是在main方法中直接用类名.(点)的形式即可，比如

Singleton3 singleton3 = Singleton3.INSTANCE;

**总结：**饿汉式不存在线程安全问题，这是由其类加载机制来保证的。

饿汉式的问题：有可能程序运行时并不需要对象，这样的话，使用饿汉式创建会影响效率，占用资源。于是就有了懒汉式（饱汉式）

以下是懒汉式设计方法：

1.线程不安全（适用于单线程）

//在方法中去new一个对象，调用方法的时候才会创建对象
public class Singleton4 {
	private static Singleton4 instance;
	private Singleton4(){
		
	}
	
	public static Singleton4 getInstance(){
		if(instance == null){
			instance = new Singleton4();
		}
		return instance;
	}
}

接着写一个测试方法：

public class Test{
	public static void main(String[] args) {
		Singleton4 s1 = Singleton4.getInstance();
		Singleton4 s2 = Singleton4.getInstance();
		System.out.println(s1==s2);
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s2);
	}
}

输出结果，单线程下线程安全

那么如果在多线程情况下，结果会怎么样呢，这时，我们创建一个多线程环境下的测试用例：

public class TestSingleton {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {		
		//多线程情况下
		Callable<Singleton4> c = new Callable<Singleton4>() {

			@Override
			public Singleton4 call() throws Exception {
				return Singleton4.getInstance();
			}
		};
		
		//创建线程池
		ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
		Future<Singleton4> f1 = es.submit(c);
		Future<Singleton4> f2 = es.submit(c);
		
		Singleton4 s1 = f1.get();
		Singleton4 s2 = f2.get();
		
		System.out.println(s1==s2);
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s2);
		
		es.shutdown();
	}
}

同时，在Singleton4中的instance = new Singleton4();上方加上一个休眠时间

Thread.sleep(1000);//测试多线程下的线程安全问题

运行得到如下结果：

说明了线程存在安全问题，不适用于多线程，下面我们想办法将其修改处线程安全的

2.线程安全（适用于多线程）

只需要在上一步的Singleton4类中的getInstance()方法加上一个synchronized同步块即可

public class Singleton5 {
	private static Singleton5 instance;
	private Singleton5(){
		
	}
	
	public static Singleton5 getInstance(){
		synchronized (Singleton5.class) {
			if(instance == null){
				
				try {
					Thread.sleep(1000);//测试多线程下的线程安全问题
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				
				instance = new Singleton5();
			}
		}
		
		return instance;
	}
}

然后用同样的测试方法测试，得到如下结果：

这样就保证了线程的安全问题

3.静态内部类形式（适用于多线程）

另外一种方法，更简便

//在内部类被加载和初始化时，才创建INCATANCE实例对象
//静态内部类不会自动随着外部类的加载和初始化而初始化，他是要单独去加载和初始化的。
//因为是在内部类加载和初始化时创建的，因此线程安全的
public class Singleton6 {
	private Singleton6(){
		
	}
	private static class Inner{
		public static final Singleton6 INCTANCE = new Singleton6();
	}
	
	public static Singleton6 getInstance(){
		return Inner.INCTANCE;
	}
}

测试方法同之前
测试结果：

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最后

以上就是自然朋友为你收集整理的单例设计模式详解的全部内容，希望文章能够帮你解决单例设计模式详解所遇到的程序开发问题。

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