singleton 單例模式

singleton 單例模式

單例模式是Java 中最經常使用的設計模式，也是面試中常常考察的。

標準版本

<圖解設計模式> 書本上的示例代碼，在class內有一個靜態的變量直接賦值，在類加載的時候就初始化。缺點是有點浪費內存。由於類加載的時候是單線程，保證單例和線程安全。

public class Singleton1 {
      private static Singleton1 singleton1 = new Singleton1();
      private Singleton1() {
            System.out.println("生成了一個實例.");
      }
      public static Singleton1 getInstance() {
            return singleton1;
      }
}

synchronized

延遲初始化實例，可是爲了保證線程安全，getInstance須要加鎖。

public class Singleton2 {
      private static Singleton2 singleton2 = null;
      private Singleton2() {
            System.out.println("生成了一個實例.");
      }
      public static synchronized Singleton2 getInstance() {
            if (singleton2 == null){
                  singleton2 = new Singleton2();
            }
            return singleton2;
      }
}

雙重校驗

在方法上加鎖synchronized，效率比較低，爲了提升效率在getInstance方法內部加鎖。鎖住的代碼範圍越小，所等待的時間越少。

public class Singleton3 {
    private static Singleton3 instance = null;
    private Singleton3() {
        System.out.println("生成了一個實例.");
    }
    public static Singleton3 getInstance() {
        if (instance == null){
            synchronized (Singleton3.class){
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

利用靜態內部類

這種方式一樣利用了 classloder 機制來保證初始化 instance 時只有一個線程，它跟標準版本不一樣的是：標準版本只要 Singleton 類被裝載了，那麼 instance 就會被實例化（沒有達到 lazy loading 效果），而這種方式是 Singleton 類被裝載了，instance 不必定被初始化。由於 SingletonHolder 類沒有被主動使用，只有顯示經過調用 getInstance 方法時，纔會顯示裝載 SingletonHolder 類，從而實例化 instance。想象一下，若是實例化 instance 很消耗資源，因此想讓它延遲加載，另一方面，又不但願在 Singleton 類加載時就實例化，由於不能確保 Singleton 類還可能在其餘的地方被主動使用從而被加載，那麼這個時候實例化 instance 顯然是不合適的。這個時候，這種方式相比標準版本就顯得很合理。

public class Singleton4 {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();
    }
    private Singleton4 (){}
    public static final Singleton4 getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}