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SinglePattern(单例模式总结)

2024-11-22 15:14:01   203人阅读

0)Eager initialization

如果程序一开始就需要某个单例，并且创建这个单例并不那么费时，我们可以考虑用这种方式：

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public class Singleton {    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();    private Singleton() {}    public static Singleton getInstance() {        return INSTANCE;    }}

这种实现方式有几个特点：

  • 实例一开始就被创建(Eager initialization)。
  • getInstance()方法不需要加synchronize来解决多线程同步的问题。
  • final关键字确保了实例不可变，并且只会存在一个。

1)Lazy initialization

懒加载的方式使得单例会在第一次使用到时才会被创建.先看一种有隐患的写法：

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public final class LazySingleton {  private static volatile LazySingleton instance = null;  // private constructor  private LazySingleton() {  }  public static LazySingleton getInstance() {      if (instance == null) {          synchronized (LazySingleton.class) {              instance = new LazySingleton();          }      }      return instance;  }}

请注意：上面的写法其实非线程安全的，假设两个Thread同时进入了getInstance方法，都判断到instance==null，然后会因为synchronized的原因，逐个执行，这样就得到了2个实例。解决这个问题，需要用到典型的double-check方式，如下：

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public class LazySingleton {    private static volatile LazySingleton instance = null;    private LazySingleton() {           }    public static LazySingleton getInstance() {        if (instance == null) {            synchronized (LazySingleton .class) {                if (instance == null) {                        instance = new LazySingleton ();                }            }        }        return instance;    }}

另外一个更简略直观的替代写法是：

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

2)Static block initialization

如果我们对程序的加载顺序有点了解的话，会知道Static block的初始化是执行在加载类之后，Constructor被执行之前。

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public class StaticBlockSingleton {  private static final StaticBlockSingleton INSTANCE;  static {      try {          INSTANCE = new StaticBlockSingleton();      } catch (Exception e) {          throw new RuntimeException("Error, You Know This, Haha!", e);      }  }  public static StaticBlockSingleton getInstance() {      return INSTANCE;  }  private StaticBlockSingleton() {      // ...  }}

上面的写法有一个弊端，如果我们类有若干个static的变量，程序的初始化却只需要其中的1，2个的话，我们会做多余的static initialization。

3)Bill Pugh solution

University of Maryland Computer Science researcher Bill Pugh有写过一篇文章initialization on demand holder idiom。

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public class Singleton {    // Private constructor prevents instantiation from other classes    private Singleton() { }    /**    * SingletonHolder is loaded on the first execution of Singleton.getInstance()     * or the first access to SingletonHolder.INSTANCE, not before.    */    private static class SingletonHolder {        public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();    }    public static Singleton getInstance() {        return SingletonHolder.INSTANCE;    }}

SingletonHolder类会在你需要的时候才会被初始化，而且它不影响Singleton类的其他static成员变量的使用。这个方法是线程安全的并且避免了使用volatile与synchronized。

4)Using Enum

这是最简便安全的方法。没有明显的缺点，并且避免了下面要讲到的序列化的隐患。

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public enum Singleton {    INSTANCE;    public void execute (String arg) {        // perform operation here     }}

Serialize and de-serialize

在某些情况下，需要实现序列化的时候，普通的单例模式需要添加readResolve的方法，不然会出现异常。

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public class DemoSingleton implements Serializable {  private volatile static DemoSingleton instance = null;  public static DemoSingleton getInstance() {      if (instance == null) {          instance = new DemoSingleton();      }      return instance;  }  protected Object readResolve() {      return instance;  }  private int i = 10;  public int getI() {      return i;  }  public void setI(int i) {      this.i = i;  }}

仅仅有上面的还不够，我们需要添加serialVersionUID，例子详见下面的总结。

Conclusion

实现一个功能完善，性能更佳，不存在序列化等问题的单例，建议使用下面两个方式之一:

Bill Pugh(Inner Holder)

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public class DemoSingleton implements Serializable {  private static final long serialVersionUID = 1L;  private DemoSingleton() {      // private constructor  }  private static class DemoSingletonHolder {      public static final DemoSingleton INSTANCE = new DemoSingleton();  }  public static DemoSingleton getInstance() {      return DemoSingletonHolder.INSTANCE;  }  protected Object readResolve() {      return getInstance();  }}

Enum

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public enum Singleton {    INSTANCE;    public void execute (String arg) {        // perform operation here     }}

参考资料

  • Singleton Pattern
  • Singleton Pattern In Java

转载自http://kesenhoo.github.com

http://hukai.me/java-notes-singleton-pattern/

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