JAVA單例（Singleton）實(shí)現(xiàn)的幾種方式（多線程安全）

smartlion 發(fā)布于2019-08-15 17:47 / 1381人閱讀

摘要：缺點(diǎn)每次調(diào)用都有線程開銷延遲初始化單例默認(rèn)構(gòu)造方法為，避免用戶用構(gòu)造出新對(duì)象獲取單例的靜態(tài)工廠同步方法延遲初始化單例使用同步方法保證多線程操作只實(shí)例化一個(gè)實(shí)力單例模式。

主要分為兩種：

直接初始化

延遲初始化

直接初始化 直接初始化final靜態(tài)成員

線程安全：JVM保證final靜態(tài)成員只會(huì)被初始化一次

公有靜態(tài)成員是個(gè)final域，直接引用成員獲取單例

/**
 * 公有靜態(tài)成員是個(gè)final域
 * 直接引用成員獲取單例
 */
public class Singleton1 {
    public static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();

    /**
     * 默認(rèn)構(gòu)造方法為private，避免用戶用new構(gòu)造出新對(duì)象
     */
    private Singleton1() {}

    public void someMethod() {}

    public static void main(String[] args) {
        Singleton1.INSTANCE.someMethod();
    }
}

公有的成員是個(gè)靜態(tài)工廠方法，通過該方法獲取單例。

提供了靈活性，在不改變API的前提下，可以改變?cè)擃愂欠駪?yīng)該為單例的想法。
比如改成為每個(gè)調(diào)用該方法的線程返回一個(gè)唯一的實(shí)例(ThreadLocal)

/**
 * 公有的成員是個(gè)靜態(tài)工廠方法，通過該方法獲取單例
 */
public class Singleton2 {
    private static final Singleton2 INSTANCE = new Singleton2();
    /**
     * 默認(rèn)構(gòu)造方法為private，避免用戶用new構(gòu)造出新對(duì)象
     */
    private Singleton2() {}

    /**
     * 獲取單例的靜態(tài)工廠方法
     * @return Singleton2 單例
     */
    public static Singleton2 getInstance() { return INSTANCE; }

    public void someMethod() {}

    public static void main(String[] args) {
        Singleton2.getInstance().someMethod();
    }
}

包含單個(gè)元素的枚舉類型(enum)

由枚舉類型的性質(zhì)保證枚舉常量INSTANCE是唯一實(shí)例

/**
 * 一個(gè)包含單個(gè)元素的枚舉類型
 * 枚舉類型保證每個(gè)枚舉常量都是一個(gè)單例
 */
public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;
    public void someMethod() { /** .... */}

    public static void main(String[] args) {
        EnumSingleton.INSTANCE.someMethod();
    }
}

延遲初始化 直接在靜態(tài)工廠方法上加 synchronized。缺點(diǎn)：每次調(diào)用都有線程開銷

/**
 * 延遲初始化單例
 */
public class LazyInitSingleton1 {
    private static LazyInitSingleton1 INSTANCE;
    /**
     * 默認(rèn)構(gòu)造方法為private，避免用戶用new構(gòu)造出新對(duì)象
     */
    private LazyInitSingleton1() {}

    /**
     * 獲取單例的靜態(tài)工廠同步方法
     * 延遲初始化單例
     * 使用同步方法保證多線程操作只實(shí)例化一個(gè)實(shí)力
     * @return LazyInitSingleton1 單例
     */
    public synchronized static LazyInitSingleton1 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new LazyInitSingleton1();
        }

        return INSTANCE;
    }

    public void someMethod() {}

    public static void main(String[] args) {
        Singleton2.getInstance().someMethod();
    }
}

lazy initialization holder class 模式。（參考《Effective Java》第71條：慎用延遲初始化

優(yōu)點(diǎn)：避免同步方法的開銷。
getInstance第一次被調(diào)用時(shí)，讀取SingletonHolder.field，導(dǎo)致SingletonHolder類得到初始化

/**
 * lazy initialization holder class 模式
 * 避免同步方法的開銷
 */
public class LazyInitSingleton2 {
    private static class SingletonHolder {
        static final LazyInitSingleton2 field = computeFieldValue();
        private static LazyInitSingleton2 computeFieldValue() {
            return new LazyInitSingleton2();
        }
    }

    private LazyInitSingleton2() {}
    public static LazyInitSingleton2 getInstance() {
        return SingletonHolder.field;
    }
}

雙重檢測(cè)，降低同步方法開銷。（參考《Effective Java》第71條：慎用延遲初始化）

INSTANCE 使用 volatile 修飾符：防止JVM的即時(shí)編譯器對(duì)INSTANCE = new LazyInitSingleton3()操作進(jìn)行指令重排序。

/**
 * 延遲初始化，雙重檢測(cè)，降低同步方法開銷
 */
public class LazyInitSingleton3 {
    /**
     * 注意：使用了 volatile 修飾符
     */
    private static volatile LazyInitSingleton3 INSTANCE;
    private LazyInitSingleton3() {}
    public static LazyInitSingleton3 getInstance() {
        // 第一次判斷無(wú)需同步，如果 INSTANCE 已經(jīng)被初始化，
        // 就直接返回，沒有同步開銷
        if (INSTANCE == null) {
            // 如果判斷為空（多線程并發(fā)執(zhí)行 getInstance，導(dǎo)致很多線程判斷外層INSTANCE == NULL）
            synchronized (LazyInitSingleton3.class) {
                // 進(jìn)入同步后再判斷一次，
                // 保證只有一個(gè)線程賦值給 INSTANCE，
                // 后續(xù)進(jìn)來(lái)執(zhí)行的線程都會(huì)判斷 INSTANCE != NULL，不會(huì)再賦值
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new LazyInitSingleton3();
                }
            }
        }

        return INSTANCE;
    }
}

為什么INSTANCE要使用volatile修飾符

在JVM中，new操作做了下面3件事：

給要new的對(duì)象LazyInitSingleton3分配內(nèi)存空間

調(diào)用LazyInitSingleton3的構(gòu)造函數(shù)來(lái)初始化對(duì)象

將INSTANCE指向步驟1中分配的內(nèi)存空間

由于JVM存在指令重排序的優(yōu)化，上面第2步和第3步順序是無(wú)法保證的（1-2-3或者1-3-2）。
如果執(zhí)行步驟是1-3-2，那么假設(shè)線程A執(zhí)行到第3步，但第2步還未執(zhí)行，此時(shí)線程B調(diào)用getInstance()發(fā)現(xiàn)INSTANCE非空（但未被初始化），直接返回INSTANCE，之后線程B對(duì)INSTANCE操作可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤（由于對(duì)象還未被初始化）。
volatile修飾符防止指令重排序的優(yōu)化，保證執(zhí)行順序是1-2-3。

GPU云服務(wù)器云服務(wù)器 java創(chuàng)建對(duì)象的幾種方式 java線程池幾種方式 js繼承的幾種方式服務(wù)器請(qǐng)求的幾種方式

文章版權(quán)歸作者所有，未經(jīng)允許請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載,若此文章存在違規(guī)行為，您可以聯(lián)系管理員刪除。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明本文地址：http://systransis.cn/yun/69447.html

發(fā)表評(píng)論

登陸后可評(píng)論

0條評(píng)論

smartlion

男|高級(jí)講師

我要關(guān)注我要私信

TA的文章

C++基礎(chǔ)語(yǔ)法（五）繼承——萬(wàn)字總結(jié)，干貨滿滿

閱讀 3020·2021-10-12 10:12
虛擬主機(jī)的ip如何獲取-怎樣查看自己的虛擬主機(jī)ip地址？

閱讀 3073·2021-09-22 16:04
CSS<背景>

閱讀 3306·2019-08-30 15:54
這份優(yōu)化清單，你做了哪些？

閱讀 2616·2019-08-29 16:59
學(xué)習(xí)小結(jié) | Vue+TweenMax做一個(gè)溫度計(jì)

閱讀 2929·2019-08-29 16:08
氪信生活小程序Demo

閱讀 880·2019-08-29 11:20
CSS基礎(chǔ)教程

閱讀 3503·2019-08-28 18:08
高性能現(xiàn)代瀏覽器超大wav音頻的波形繪制方案

閱讀 661·2019-08-26 13:43

成人国产在线小视频_日韩寡妇人妻调教在线播放_色成人www永久在线观看_2018国产精品久久_亚洲欧美高清在线30p_亚洲少妇综合一区_黄色在线播放国产_亚洲另类技巧小说校园_国产主播xx日韩_a级毛片在线免费

資訊專欄INFORMATION COLUMN

上云采購(gòu)季！| 2核2G4M爆款云服務(wù)器低至59元/年，更有多臺(tái)、長(zhǎng)期優(yōu)惠，快來(lái)選購(gòu)！

JAVA單例（Singleton）實(shí)現(xiàn)的幾種方式（多線程安全）

相關(guān)文章

深入理解單例模式

設(shè)計(jì)模式：單例模式 (關(guān)于餓漢式和懶漢式)

設(shè)計(jì)模式系列之單例模式

Java設(shè)計(jì)模式---單例模式

**單例模式的幾種寫法**

發(fā)表評(píng)論

0條評(píng)論

smartlion

男|高級(jí)講師

TA的文章

C++基礎(chǔ)語(yǔ)法（五）繼承——萬(wàn)字總結(jié)，干貨滿滿

虛擬主機(jī)的ip如何獲取-怎樣查看自己的虛擬主機(jī)ip地址？

CSS<背景>

這份優(yōu)化清單，你做了哪些？

學(xué)習(xí)小結(jié) | Vue+TweenMax做一個(gè)溫度計(jì)

氪信生活小程序Demo

CSS基礎(chǔ)教程

高性能現(xiàn)代瀏覽器超大wav音頻的波形繪制方案

最新活動(dòng)

資訊專欄INFORMATION COLUMN

上云采購(gòu)季！| 2核2G4M爆款云服務(wù)器低至59元/年，更有多臺(tái)、長(zhǎng)期優(yōu)惠，快來(lái)選購(gòu)！

JAVA單例（Singleton）實(shí)現(xiàn)的幾種方式（多線程安全）

相關(guān)文章

發(fā)表評(píng)論

0條評(píng)論

男|高級(jí)講師

TA的文章

最新活動(dòng)

上云采購(gòu)季！| 2核2G4M爆款云服務(wù)器低至59元/年，更有多臺(tái)、長(zhǎng)期優(yōu)惠，快來(lái)選購(gòu)！