Java中如何实现单例模式
这篇文章将为大家详细讲解有关Java中如何实现单例模式，文章内容质量较高，因此小编分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后对相关知识有一定的了解。
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单例模式的特点
一个类只允许产生一个实例化对象。
单例类构造方法私有化，不允许外部创建对象。
单例类向外提供静态方法，调用方法返回内部创建的实例化对象。
懒汉式（线程不安全）
其主要表现在单例类在外部需要创建实例化对象时再进行实例化，进而达到Lazy Loading 的效果。
通过静态方法 getSingleton() 和private 权限构造方法为创建一个实例化对象提供唯一的途径。
不足：未考虑到多线程的情况下可能会存在多个访问者同时访问，发生构造出多个对象的问题，所以在多线程下不可用这种方法。
/**
* @author MrRoot
* @since 2018-12-17
* 懒汉式（线程不安全）
*/
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton(){
}
public static Singleton singleton(){
if (singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}懒汉式（线程安全，同步方法，不推荐使用）
针对懒汉式的线程不安全，自然会想到给 getSingleton() 进行 synchronized 加锁来保证线程同步。
不足：效率低。大多数情况下这个锁占用的额外资源都浪费了，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getSingleton() 方法都要进行同步。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 懒汉式（线程安全,同步方法,不推荐使用）
*/
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton(){
}
public static synchronized Singleton singleton(){
if (singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}饿汉式（线程安全）
在进行类加载时完成实例化对象的过程就是饿汉式的形式。
避免了线程同步问题，在运行这个类的时候进行加载，之后直接访问
不足：相比接下来的静态内部类而言，这种方法比静态内部类多了内存常驻，容易造成内存浪费，也未达到延迟加载的效果。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 饿汉式(线程安全)
*/
public class Singleton{
private static Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton(){
}
public static Singleton singleton(){
return singleton;
}
}静态内部类加载（线程安全）
静态内部类不会在单例加载时加载，当调用 getSingleton() 方法时才会进行加载，达到类似懒汉式效果，并且也是线程安全的。
类的静态属性只会在第一次加载类时进行初始化，所以上面的方法JVM 帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，其他线程无法进入。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 静态内部类加载（线程安全）
*/
public class Singleton{
private static Singleton singleton;
private static class SingletonInner{
private static final Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getSingleton(){
return SingletonInner.instance;
}
}枚举（线程安全）
自由串行化；保证只有一个实例；线程安全。
Effective Java 作者所提倡的方法，近乎完美，在继承场景下不适用。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 枚举（线程安全）
*/
enum Singleton{
INSTANCE;
public void method(){
}
}
class Test{
public static void main(String[] args) {
Singleton.INSTANCE.method();
}
}懒汉式双重校验锁法（通常线程安全，不可保证完全安全）
使用同步代码块避免了第二种方法的效率低的问题，但此方法并不能完全起到线程同步的作用，与上面第一种方法产生的问题相似，多线程访问时可能产生多个对象。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 懒汉式双重校验锁法（通常线程安全，不可保证完全安全）
*/
class Singleton{
private static Singleton singleton;
private Singleton(){
}
public static Singleton singleton(){
if (singleton == null){
synchronized (Singleton.class){
if (singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}懒汉式双重检查终极版
与第六种方法不同的是，此方法给singleton 的声明上加了关键字 volatile ，进而解决了低概率的线程不安全问题。
volatile 起到禁止指令重排的作用，在它赋值完成之前，就不会调用读操作（singleton == null）。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 懒汉式双重检查终极版(volatile)
*/
class Singleton{
private static volatile Singleton singleton;
private Singleton(){
}
public static Singleton singleton(){
if (singleton == null){
synchronized (Singleton.class){
if (singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}使用 ThreadLocal 实现（线程安全）
ThreadLocal 会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。
对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal 采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 使用 ThreadLocal 实现（线程安全）
*/
class Singleton{
private static final ThreadLocal singleton = new
ThreadLocal(){
@Override
protected Singleton initialValue(){
return new Singleton();
}
};
private Singleton(){
}
public static Singleton getSingleton(){
return singleton.get();
}
} 使用CAS 锁实现（线程安全）
/**
* @author MrRoot
* @since 2019-3-27
* 使用 CAS 实现（线程安全）
*/
public class Singleton {
private static final AtomicReference INSTANCE = new AtomicReference();
private Singleton(){
}
public static final Singleton getSingleton(){
for (;;){
Singleton current = INSTANCE.get();
if (current != null){
return current;
}
current = new Singleton();
if (INSTANCE.compareAndSet(null,current)){
return current;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getSingleton();
Singleton singleton2 = Singleton.getSingleton();
System.out.println(singleton1 == singleton2);
}
} 关于Java中如何实现单例模式就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。
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