前言

單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設(shè)計(jì)模式之一。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式。

這種模式涉及到一個(gè)單一的類，該類負(fù)責(zé)創(chuàng)建自己的對象，同時(shí)確保只有單個(gè)對象被創(chuàng)建。這個(gè)類提供了一種訪問其唯一的對象的方式，可以直接訪問，不需要實(shí)例化該類的對象。

餓漢單例

是否多線程安全：是

是否懶加載：否

正如名字含義，餓漢需要直接創(chuàng)建實(shí)例。

public class EhSingleton {
    private static EhSingleton ehSingleton = new EhSingleton();
    private EhSingleton() {}
    public static EhSingleton getInstance(){
        return ehSingleton;
    }
}

缺點(diǎn)： 類加載就初始化，浪費(fèi)內(nèi)存

優(yōu)點(diǎn)： 沒有加鎖，執(zhí)行效率高。還是線程安全的實(shí)例。

懶漢單例

懶漢單例，在類初始化不會創(chuàng)建實(shí)例，只有被調(diào)用時(shí)才會創(chuàng)建實(shí)例。

非線程安全的懶漢單例

是否多線程安全：否

是否懶加載： 是

public class LazySingleton {
    private static LazySingleton ehSingleton;
    private LazySingleton() {}
    public static LazySingleton getInstance() {
        if (ehSingleton == null) {
            ehSingleton = new LazySingleton();
        }
        return ehSingleton;
    }
}

實(shí)例在調(diào)用 getInstance 才會創(chuàng)建實(shí)例，這樣的優(yōu)點(diǎn)是不占內(nèi)存，在單線程模式下，是安全的。但是多線程模式下，多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行 if (ehSingleton == null) 結(jié)果都為 true，會創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例，所以上面的懶漢單例是一個(gè)線程不安全的實(shí)例。

加同步鎖的懶漢單例

是否多線程安全：是

是否懶加載： 是

為了解決多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行 if (ehSingleton == null) 的問題，getInstance 方法添加同步鎖，這樣就保證了一個(gè)線程進(jìn)入了 getInstance 方法，別的線程就無法進(jìn)入該方法，只有執(zhí)行完畢之后，其他線程才能進(jìn)入該方法，同一時(shí)間只有一個(gè)線程才能進(jìn)入該方法。

public class LazySingletonSync {
    private static LazySingletonSync lazySingletonSync;
    private LazySingletonSync() {}
    public static synchronized LazySingletonSync getInstance() {
        if (lazySingletonSync == null) {
            lazySingletonSync =new LazySingletonSync();
        }
        return lazySingletonSync;
    }
}

這樣配置雖然保證了線程的安全性，但是效率低，只有在第一次調(diào)用初始化之后，才需要同步，初始化之后都不需要進(jìn)行同步。鎖的粒度太大，影響了程序的執(zhí)行效率。

雙重檢驗(yàn)懶漢單例

是否多線程安全：是

是否懶加載：是

使用 synchronized 聲明的方法，在多個(gè)線程訪問，比如A線程訪問時(shí)，其他線程必須等待A線程執(zhí)行完畢之后才能訪問，大大的降低的程序的運(yùn)行效率。這個(gè)時(shí)候使用 synchronized 代碼塊優(yōu)化執(zhí)行時(shí)間，減少鎖的粒度。

雙重檢驗(yàn)首先判斷實(shí)例是否為空，然后使用 synchronized (LazySingletonDoubleCheck.class) 使用類鎖，鎖住整個(gè)類，執(zhí)行完代碼塊的代碼之后，新建了實(shí)例，其他代碼都不走 if (lazySingletonDoubleCheck == null) 里面，只會在最開始的時(shí)候效率變慢。而 synchronized 里面還需要判斷是因?yàn)榭赡芡瑫r(shí)有多個(gè)線程都執(zhí)行到 synchronized (LazySingletonDoubleCheck.class) ，如果有一個(gè)線程線程新建實(shí)例，其他線程就能獲取到 lazySingletonDoubleCheck 不為空，就不會再創(chuàng)建實(shí)例了。

public class LazySingletonDoubleCheck {
    private static LazySingletonDoubleCheck lazySingletonDoubleCheck;
    private LazySingletonDoubleCheck() {}
    public static LazySingletonDoubleCheck getInstance() {
        if (lazySingletonDoubleCheck == null) {
            synchronized (LazySingletonDoubleCheck.class) {
                if (lazySingletonDoubleCheck == null) {
                    lazySingletonDoubleCheck = new LazySingletonDoubleCheck();
                }
            }
        }
        return lazySingletonDoubleCheck;
    }
}

靜態(tài)內(nèi)部類

是否多線程安全：是

是否懶加載：是

外部類加載時(shí)，并不會加載內(nèi)部類，也就不會執(zhí)行 new SingletonHolder()，這屬于懶加載。只有第一次調(diào)用 getInstance() 方法時(shí)才會加載 SingletonHolder 類。而靜態(tài)內(nèi)部類是線程安全的。

靜態(tài)內(nèi)部類為什么是線程安全

靜態(tài)內(nèi)部類利用了類加載機(jī)制的初始化階段 方法，靜態(tài)內(nèi)部類的靜態(tài)變量賦值操作，實(shí)際就是一個(gè) 方法，當(dāng)執(zhí)行 getInstance() 方法時(shí)，虛擬機(jī)才會加載 SingletonHolder 靜態(tài)內(nèi)部類，

然后在加載靜態(tài)內(nèi)部類，該內(nèi)部類有靜態(tài)變量，JVM會改內(nèi)部生成方法，然后在初始化執(zhí)行方法 —— 即執(zhí)行靜態(tài)變量的賦值動作。

虛擬機(jī)會保證 方法在多線程環(huán)境下使用加鎖同步，只會執(zhí)行一次 方法。

這種方式不僅實(shí)現(xiàn)延遲加載，也保障線程安全。

public class StaticClass {
    private StaticClass() {}
    private static class SingletonHolder {
        private static final SingletonHolder INSTANCE = new SingletonHolder();
    }

    public static final SingletonHolder getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

總結(jié)

• 餓漢單例類加載就初始化，在沒有加鎖的情況下實(shí)現(xiàn)了線程安全，執(zhí)行效率高。但是無論有沒有調(diào)用實(shí)例都會被創(chuàng)建，比較浪費(fèi)內(nèi)存。
• 為了解決內(nèi)存的浪費(fèi)，使用了懶漢單例，但是懶漢單例在多線程下會引發(fā)線程不安全的問題。
• 不安全的懶漢單例，使用 synchronized 聲明同步方法，獲取實(shí)例就是安全了。
• synchronized 聲明方法每次線程調(diào)用方法，其它線程只能等待，降低了程序的運(yùn)行效率。
• 為了減少鎖的粒度，使用 synchronized 代碼塊，因?yàn)橹挥猩倭康木€程獲取實(shí)例，實(shí)例是null，創(chuàng)建實(shí)例之后，后續(xù)的線程都能獲取到線程，也就無需使用鎖了?？赡芏鄠€(gè)線程執(zhí)行到 synchronized ，所以同步代碼塊還需要再次判斷一次。
• 靜態(tài)內(nèi)部類賦值實(shí)際是調(diào)用 方法，而虛擬機(jī)保證 方法使用鎖，保證線程安全。

到此這篇關(guān)于Java單例模式的五種實(shí)現(xiàn)方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java單例模式內(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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