❤️‍您好，我是賈斯汀，今天來聊一聊單例模式！❤️‍

什么是設(shè)計模式？

百科：

設(shè)計模式是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計經(jīng)驗的總結(jié)。

設(shè)計模式是軟件行業(yè)的通用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在Java同樣通用，主要有23種設(shè)計模式如下：

有的小伙伴可能會問，這么多，學(xué)得完嗎？

答：不好意思，不要太自信了，一般人還真學(xué)不完，不過一些常用的設(shè)計模式，例如上圖中標(biāo)紅的單例模式、工廠模式、代理模式等設(shè)計模式，還是需要花些時間和精力去多多了解一下，相信會對自己在程序設(shè)計或?qū)懘a時有很大的幫助。

本文主要來聊一聊設(shè)計模式中創(chuàng)建型的單例模式，進入正文~

單例模式是什么？

學(xué)習(xí)Java的小伙伴，相信都寫過Class類吧，創(chuàng)建某個類實例化對象的核心是new MyClass()來實現(xiàn)，如果沒有任何設(shè)計規(guī)范，在日常開發(fā)寫代碼時，如果實例被用的地方很多，每次調(diào)用的時候都通過new MyClass()得到實例化對象，代碼重復(fù)而且頻繁的創(chuàng)建對象還影響性能，而有些場景我們只需要提供該類的一個實例即可，例如平時比較常見的線程池、日志對象、緩存等，一般只需要確保有一個實例即可，這種確保某個類只有一個實例并且能夠類自身提供自動創(chuàng)建實例化對象的設(shè)計模式即稱為單例模式。

單例模式設(shè)計的原則是什么？

• 構(gòu)造方法私有化：既然是單例，就不能將類的構(gòu)造函數(shù)暴露在外面，因此需要重寫構(gòu)造函數(shù)為私有化；
• 要考慮線程安全：多線程環(huán)境下，要確保不會構(gòu)造出多個實例對象。

Java實現(xiàn)單例模式的5種方式？

關(guān)于Java實現(xiàn)單例模式的有幾種方式，網(wǎng)上有很多說法，有5種、6種甚至7種實現(xiàn)方式，本文出于單例模式設(shè)計的兩個主要原則構(gòu)造方法私有化和要考慮線程安全，不考慮線程安全的其他實現(xiàn)方式?jīng)]有任何意義，主要有5種實現(xiàn)方式：

懶漢

使用懶漢式寫法，主要是通過synchronized修飾實例化方法getInstance，保證了線程安全，并且只有調(diào)用getInstance時才初始化，顧此得名懶漢。
懶漢寫法1：

/**
 * 單例模式之懶漢寫法1
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public synchronized static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

懶漢寫法2：
該寫法等價于寫法1，原因在于關(guān)鍵字synchronized的靈活運用，放在方法上修飾，加鎖的對象是Singleton，等效于將synchronized移到方法內(nèi)部作為一個同步塊，并通過括號中的Singleton.class顯示指定鎖對象，效果是一樣的。

/**
 * 單例模式之懶漢寫法2
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        synchronized(Singleton.class) {
            if (instance == null) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

餓漢

餓漢寫法，只需要定義一個static靜態(tài)變量instance = new Singleton()，簡單的理解為在類加載時，也會完成單例對象的實例化工作。

/**
 * 單例模式之餓漢
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

細(xì)心的小伙伴會發(fā)現(xiàn)該過程并沒有使用到synchronized關(guān)鍵字，那會不會線程不安全呢？答案是，不會，如果你大概了解過Java虛擬機即JVM(Java Virtual Machine)，那你可能知道類加載過程為：加載 -> 驗證 ->解析 ->初始化，而初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>()方法的過程，<clinit>()方法是由編譯器自動收集類中的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊中的語句合成產(chǎn)生的。
《深入理解Java虛擬機》類加載機制章節(jié)部分說明：

虛擬機會保證一個類的<clinit>()方法在多線程環(huán)境中被正確地加鎖、同步，如果多個線程同時如初始化一個類，那么只會有一個線程去執(zhí)行這個類的<clinit>()方法，其他線程都需要阻塞等待，知道活動線程執(zhí)行<clinit>()方法完畢。

靜態(tài)內(nèi)部類

靜態(tài)內(nèi)部類這種方式，其實就是在類的內(nèi)部創(chuàng)建一個static SingletonInner靜態(tài)內(nèi)部類，然后在靜態(tài)內(nèi)部類的內(nèi)部再定義一個static final修飾的靜態(tài)常量INSTANCE = new Singleton()，同樣static修飾的SingletonInner靜態(tài)內(nèi)部類，會在JVM加載類時完成類的初始化并完成自己定義的靜態(tài)常量單例實例化過程。

/**
 * 單例模式之靜態(tài)內(nèi)部類
 */
public class Singleton {
    private static class SingletonInner{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInner.INSTANCE;
    }
}

雙重校驗鎖DCL(Double Check Lock)

DCL寫法，其實與單例模式之懶漢寫法2區(qū)別在于，synchronized同步塊外面再套一層判斷，并且使用了能確保線程安全核心volatile關(guān)鍵字修飾instance，表明單例變量是內(nèi)存共享的，能夠保證在多線程環(huán)境下的即時可見性。

/**
 * 單例模式之雙重校驗鎖DCL
 */
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;
    }
}

枚舉(num)

枚舉方式很容易被大家給忽略掉了，但這種方式我覺得是最簡單且又友好的一種推薦創(chuàng)建單例的方式，通過enum修飾Singleton單例類，僅需定義一個INSTANCE，然后在靜態(tài)方法實例化方法getInstance中直接返回INSTANCE即可。

/**
 * 單例模式之枚舉
 */
public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

小結(jié)

設(shè)計模式之單例模式，看似挺簡單，其實還涉及了枚舉enum、同步鎖synchronized、JVM類加載機制、多線程volatile關(guān)鍵字的使用等Java的N個知識點。

本文提到的單例模式之懶餓內(nèi)雙枚5種方式，你學(xué)廢了嗎？

最后，學(xué)完希望你能熟悉的手寫出任意一種實現(xiàn)單例模式的方式，并且對每一種寫法是如何保證線程安全的原理也能夠略知三四，祝你學(xué)習(xí)進步、工作順利。

到此這篇關(guān)于Java設(shè)計模式之單例模式深入探索的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 設(shè)計模式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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