分析java中全面的單例模式多種實(shí)現(xiàn)方式
想整理一些 java 并發(fā)相關(guān)的知識(shí),不知道從哪開(kāi)始,想起了單例模式中要考慮的線程安全,就從單例模式開(kāi)始吧。以前寫過(guò)單例模式,這里再重新匯總補(bǔ)充整理一下,單例模式的多種實(shí)現(xiàn)。
單例模式的主要思想是:
將構(gòu)造方法私有化( 聲明為 private ),這樣外界不能隨意 new 出新的實(shí)例對(duì)象; 聲明一個(gè)私有的靜態(tài)的實(shí)例對(duì)象,供外界使用; 提供一個(gè)公開(kāi)的方法,讓外界獲得該類的實(shí)例對(duì)象這種說(shuō)法看上去沒(méi)錯(cuò),但也好像不太準(zhǔn)確。其實(shí),就算外界能隨意 new 出新的實(shí)例對(duì)象,但只要我們保證我們每次使用的對(duì)象是唯一的,就可以。
二、單例模式的 N 種實(shí)現(xiàn)方式2.1、餓漢式(線程安全,可用)public class Singleton { private Singleton() { } private static Singleton sSingleton = new Singleton(); public static Singleton getInstance() {return sSingleton; }} 缺點(diǎn): 類一加載的時(shí)候,就實(shí)例化,提前占用了系統(tǒng)資源。2.2、常量式(線程安全,可用)
public class Singleton { private Singleton() { } public static final Singleton sSingleton = new Singleton();}
將實(shí)例對(duì)象用 public static final 修飾,不提供公開(kāi)方法獲取實(shí)例,直接通過(guò) Singleton.sSingleton 獲取。
缺點(diǎn):與餓漢式一樣,類一加載的時(shí)候,就實(shí)例化,提前占用了系統(tǒng)資源。2.3、懶漢式(線程不安全,并發(fā)場(chǎng)景不可用)public class Singleton { private Singleton() { } private static Singleton sSingleton; public static Singleton getInstance() {if (sSingleton == null) { sSingleton = new Singleton();}return sSingleton; }} 缺點(diǎn):第一次第一次加載時(shí)反應(yīng)稍慢,線程不安全。2.4、同步的懶漢式?(線程安全,可用,不建議使用)
public class Singleton { private Singleton() { } private static Singleton sSingleton; public synchronized static Singleton getInstance() {if (sSingleton == null) { sSingleton = new Singleton();}return sSingleton; }} 缺點(diǎn):第一次加載時(shí)反應(yīng)稍慢,每次調(diào)用 getInstance 都進(jìn)行同步,造成不必要的同步開(kāi)銷,這種模式一般不建議使用。2.5、雙重檢查鎖 DCL (線程安全,大多數(shù)場(chǎng)景滿足需求,推薦使用)
public class Singleton { private Singleton() { } /** * volatile is since JDK5 */ private static volatile Singleton sSingleton; public static Singleton getInstance() {if (sSingleton == null) { synchronized (Singleton.class) {// 未初始化,則初始instance變量if (sSingleton == null) { sSingleton = new Singleton();} }}return sSingleton; }}
sSingleton = new Singleton() 不是一個(gè)原子操作。(XXX)故須加 volatile 關(guān)鍵字修飾,該關(guān)鍵字在 jdk1.5 之后版本才有。
優(yōu)點(diǎn):資源利用率高,第一次執(zhí)行g(shù)etInstance時(shí)單例對(duì)象才會(huì)被實(shí)例化,效率高。 缺點(diǎn):第一次加載時(shí)反應(yīng)稍慢,也由于Java內(nèi)存模型的原因偶爾會(huì)失敗。在高并發(fā)環(huán)境下也有一定的缺陷,雖然發(fā)生的概率很小。DCL模式是使用最多的單例實(shí)現(xiàn)方式,它能夠在需要時(shí)才實(shí)例化單例對(duì)象,并且能夠在絕大多數(shù)場(chǎng)景下保證單例對(duì)象的唯一性,除非你的代碼在并發(fā)場(chǎng)景比較復(fù)雜或者低于jdk1.6版本下使用,否則這種方式一般能夠滿足需求。2.6、靜態(tài)內(nèi)部類(線程安全,推薦使用)public class Singleton { private Singleton () { } private static class InnerClassSingleton { private final static Singleton sSingleton = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() {return InnerClassSingleton.sSingleton; }}
優(yōu)點(diǎn):推薦使用。
2.7、枚舉單例(線程安全,不建議使用)public enum Singleton{ INSTANCE;// 其它方法 public void doSomething(){... }} 優(yōu)點(diǎn):枚舉實(shí)現(xiàn)單例很簡(jiǎn)單,也很安全。 缺點(diǎn):經(jīng)驗(yàn)豐富的 Android 開(kāi)發(fā)人員都會(huì)盡量避免使用枚舉。官方文檔有說(shuō)明:相比于靜態(tài)常量Enum會(huì)花費(fèi)兩倍以上的內(nèi)存。2.8、另類實(shí)現(xiàn)——利用容器實(shí)現(xiàn)單例
import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class Singleton { private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String, Object>(); private Singleton() { } public static void registerService(String key, Object instance) {if (!objMap.containsKey(key)) { objMap.put(key, instance);} } public static Object getService(String key) {return objMap.get(key); }}
利用了 HashMap 容器 key 不可重復(fù)的特性。
優(yōu)點(diǎn):這種實(shí)現(xiàn)方式使得我們可以管理多種類型的單例,并且在使用時(shí)可以通過(guò)統(tǒng)一接口進(jìn)行獲取操作,降低用戶使用成本,也對(duì)用戶隱藏了具體實(shí)現(xiàn),降低耦合度。 缺點(diǎn):沒(méi)有私有化構(gòu)造方法,用戶可以 new 出新的實(shí)例對(duì)象。2.9、防止反射破壞單例前面的多種實(shí)現(xiàn)方法中,很多我們按照構(gòu)造方法私有化的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)的,我們知道,利用反射,仍然可以創(chuàng)建出新對(duì)象,這樣在反射場(chǎng)景中,這種思想實(shí)現(xiàn)的單例模式就失效了,那么如何防止反射破壞單例模式呢?原理上就是在存在一個(gè)實(shí)例的情況下,再次調(diào)用構(gòu)造方法時(shí),拋出異常。下面以靜態(tài)內(nèi)部類的單例模式為例:
public class Singleton { private static boolean flag = false;private Singleton(){ synchronized(Singleton.class) { if(flag == false) { flag = !flag; } else { throw new RuntimeException('單例模式被侵犯!'); } } } private static class InnerClassSingleton { private final static Singleton sSingleton = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() {return InnerClassSingleton.sSingleton; }}2.10、防止序列化和反序列化破壞單例
通過(guò)序列化可以講一個(gè)對(duì)象實(shí)例寫入到磁盤中,通過(guò)反序列化再讀取回來(lái)的時(shí)候,即便構(gòu)造方法是私有的,也依然可以通過(guò)特殊的途徑,創(chuàng)建出一個(gè)新的實(shí)例,相當(dāng)于調(diào)用了該類的構(gòu)造函數(shù)。要避免這個(gè)問(wèn)題,我們需要在代碼中加入如下方法,讓其在反序列化過(guò)程中執(zhí)行 readResolve 方法時(shí)返回 sSingleton 對(duì)象。
private Object readResolve() throws ObjectStreamException { return sSingleton;}三、結(jié)語(yǔ)
有沒(méi)有一種方式實(shí)現(xiàn)的單例模式在任何情況下都是一個(gè)單例呢?
有。就是上面說(shuō)的枚舉單例。枚舉,就能保證在任何情況下都是單例的,并且是線程安全的。
以上就是分析java中全面的單例模式多種實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于java單例模式實(shí)現(xiàn)方式的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章!
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