单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。
饿汉式
变量在申明时即被初始化。
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
private Singleton() { }
}
优点:线程安全;直观
缺点:增加类初始化时间,类即使不使用,也会被实例化
懒汉式
先声明一个空变量,需要用时才初始化
方式一:双检锁方式实现的线程安全的单例模式,别漏掉volatile
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance = null;
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
private Singleton() { }
}
方式二:静态内部类方式保证懒汉式单例的线程安全
public class Singleton {
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
private static class SingletonHolder {
public static Singleton instance = new Singleton();
}
private Singleton() { }
}
为什么这种方式能保证线程安全?来分析两个问题:
- 静态内部类方式是怎么实现懒加载的
- 静态内部类方式是怎么保证线程安全的
类在初始化的时候,会立即加载内部类,内部类会在使用时才加载。所以当此 Singleton 类加载时,SingletonHolder 并不会被立即加载,所以不会像饿汉式那样占用内存。另外,Java 虚拟机规定,当访问一个类的静态字段时,如果该类尚未初始化,则立即初始化此类。当调用Singleton 的 getInstance 方法时,由于其使用了 SingletonHolder 的静态变量instance,所以这时才会去初始化 SingletonHolder,在 SingletonHolder 中 new 出 Singleton 对象。这就实现了懒加载。
其次,虚拟机在加载类的 clinit 方法时,会保证 clinit 在多线程中被正确的加锁、同步,即使有多个线程同时去初始化一个类,一次也只有一个线程可以执行 clinit 方法,其他线程都需要阻塞等待,从而保证了线程安全。
如何权衡两种方式?一般的建议是:对于构建不复杂,加载完成后会立即使用的单例对象,推荐使用饿汉式。对于构建过程耗时较长,并不是所有使用此类都会用到的单例对象,推荐使用懒汉式。