单例模式的写法以及探讨

单例模式有很多种方法,有些已经过时但是很多博客还在不断的当做单例标准放出来。
有些实现很优雅,但大家平时都没有注意到。
我总结了几个单例,以及各自的实现方式。

关于反序列化破坏单例的相关原理以及讲解,可以看文末Holis的文章。在本文就不放出了。

使用枚举

这是目前代码最少,也是最优雅,最高效的方式。是Effective Java 作者 Josh Bloch提倡的方式
它利用了枚举的特性。
不仅能避免多线程同步问题,而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

public enum Singleton{
  INSTANCE;
  public void whateverMethod(){}
}


定义枚举时使用enum和class一样,是Java中的一个关键字。就像class对应用一个Class类一样,enum也对应有一个Enum类。

通过将定义好的枚举反编译,我们就能发现,其实枚举在经过javac的编译之后,会被转换成形如public final class T extends Enum的定义。

反编译后的代码为:

public final class T extends Enum
{
    //省略部分内容
    public static final T SPRING;
    public static final T SUMMER;
    public static final T AUTUMN;
    public static final T WINTER;
    private static final T ENUM$VALUES[];
    static
    {
        SPRING = new T("SPRING", 0);
        SUMMER = new T("SUMMER", 1);
        AUTUMN = new T("AUTUMN", 2);
        WINTER = new T("WINTER", 3);
        ENUM$VALUES = (new T[] {
            SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
        });
    }
}

了解JVM的类加载机制的朋友应该对这部分比较清楚。static类型的属性会在类被加载之后被初始化。

当一个Java类第一次被真正使用到的时候静态资源被初始化、Java类的加载和初始化过程都是线程安全的(因为虚拟机在加载枚举的类的时候,会使用ClassLoader的loadClass方法,而这个方法使用同步代码块保证了线程安全)。所以,创建一个enum类型是线程安全的。

也就是说,我们定义的一个枚举,在第一次被真正用到的时候,会被虚拟机加载并初始化,而这个初始化过程是线程安全的。而我们知道,解决单例的并发问题,主要解决的就是初始化过程中的线程安全问题。

所以,由于枚举的以上特性,枚举实现的单例是天生线程安全的。



延迟初始化占位(推荐)

使用专门的一个类来初始化 Resource。
这是Java并发编程中推荐的实现方式,同时也是目前使用最普遍的一种方式。

JVM将推迟ResourceHandler的初始化操作,直到开始使用这个类时才开始初始化,并且由于通过一个静态初始化来初始化 Reource,因此不需要额外的同步。

也就是说,使用类加载器的特性来保证同步。因为虚拟机在加载类的时候,会使用ClassLoader的loadClass方法,而这个方法使用同步代码块保证了线程安全。

当任何一个线程第一次调用 getResource 时,都会使 ResourceHolder被加载和被初始化,此时静态初始化器将执行Resource的初始化操作。

代码展示如下:

public class ResourceFactory{
    private static class ResourceHolder{
        public static Resource resource = new Resource();
    }

    public static Resource getResource(){
        return ResourceHolder.resource;
    }
}


双重检查加锁(懒汉式,不推荐)

双重锁校验代码很臃肿,因为大部分代码都是在保证线程安全

双重检查加锁存在问题的重点在于,需要给单例对象使用 volatile 修饰。否则由于存在指令重排序的问题,会导致可能引用一个失效的值。
同时,还需要对构造器私有化,防止显示的调用构造器造成单例被破坏。
而且该方法还存在一个缺陷,那就是在反序列化的时候可能破坏单例。(具体解释稍后放出)
但尽管如此,这种方法代码复杂繁琐,一点也不优雅。Java并发编程实战已经建议废弃该方法。

(当然这可以作为一个理解 volatile 的很好的讲解例子)

不过还是放源码吧:

public class Singleton {

    private volatile static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}


预初始化(饿汉式)

这个实现很简单,也就是在类的静态成员属性中直接初始化实例对象,这样在类加载的时候就会被初始化。
不过同样也不建议,因为有更好也更优雅的方式。

代码如下:

public class ResourceFactory{
    private static Resource resource = new Resource();
    public static getResource(){
      return resource;
    }
}



(如果有什么错误或者建议,欢迎留言指出)
(本文内容是对各个知识点的转载整理,用于个人技术沉淀,以及大家学习交流用)


参考资料:
Java并发编程实战--双重检查加锁( double check lock)与延迟初始化占位
Holis-为什么强烈建议大家使用枚举实现单例

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,734评论 6 505
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,931评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,133评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,532评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,585评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,462评论 1 302
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,262评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,153评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,587评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,792评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,919评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,635评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,237评论 3 329
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,855评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,983评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,048评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,864评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容

  • 单例模式(SingletonPattern)一般被认为是最简单、最易理解的设计模式,也因为它的简洁易懂,是项目中最...
    成热了阅读 4,253评论 4 34
  • 客厅 诗意一身千寻瀑,飞流直下,归于生命之河,溅起五色斑斓的波光。 卧室 会挽芳尊小酌,入口醇和,回味甘甜,个中滋...
    泊焉未兆阅读 156评论 0 0
  • “浣溪沙·谁念西风独自凉 清 · 纳兰性德 谁念西风独自凉?萧萧黄叶闭疏窗。沉思往事立残阳。被酒莫惊春睡重,赌书消...
    张家小闹阅读 412评论 0 0
  • 1. 现在已是会用互联网的人的天下了 互联网已连接了所有人,也就是说,有消费能力的人,基本都在网上了。免费时代也在...
    阿银老师阅读 553评论 0 0
  • 2017年12月4号我进入童频·VIP实修群学习,至今有2个月时间了。每天群里热闹非凡,来自全国各地一群爱学习,爱...
    晨光160913阅读 495评论 20 20