单例模式的三种写法

文章目录

• 引言
• 单例模式介绍
• 饿汉式
• 懒汉式
• 结语

引言

还记得以前在B站看一些Java入门教学视频的时候，上课的老师说如果面试官问你单例模式，一定要写饿汉式，因为线程安全，如果写懒汉式肯定要问你怎么解决线程安全问题。当初还觉得非常有道理，现在回想起来，***，真坑！本文就来介绍一下目前市面上最流行的三种单例写法。

单例模式介绍

单例模式是一种创建型模式，顾名思义，使用这种模式只会产生一个实例。具体来说，就是类提供了某个对象的创建接口，这个接口内部的一些细节能够保证每次都返回相同的实例。下面来看下具体如何实现这一模式。

饿汉式

饿汉式实现非常简单，因为它巧妙的利用了类加载机制实现了线程安全，即在初始化类变量阶段创捷了那个唯一实例，而在方法层面直接返回已创建的实例即可。但这样做的坏处是浪费内存，很可能这个实例一直得不到使用，但内存却实实在在被占用了。

/*** 单例模式：饿汉式*/
public class EagerSingleton {public static SingleLinkedList instance = new SingleLinkedList();private EagerSingleton() {}/*** 获取实例*/public static SingleLinkedList getInstance() {return instance;}}

懒汉式

懒汉式的实现有三种方式：线程安全以及双重校验式

• 线程安全
  线程安全版本的写法特点是：
  1. 没有在类加载过程中直接 new 出实例
  2. 在获取实例的接口上添加了方法锁，并在方法体内部进行实例创建判断，保证不重复创建实例
  相比饿汉式，这种写法可以节省内存，但同样因为方法锁的存在会影响性能

  	/*** 单例模式：懒汉式*/
  public class LazySingleton {public static SingleLinkedList instance;private LazySingleton() {}/*** 获取实例*/public synchronized static SingleLinkedList getInstance() {if (instance != null) {instance = new SingleLinkedList();}return instance;}}
  

• 双重校验锁
  毫不夸张地说，DCL是面试必考的知识点，可能不一定要你现场手撕，但是只要问到单例模式，一定会让你说出其实现细节，我们先来看看代码实现：

  /*** 单例模式：双重校验锁（DCL，double checked locking）*/
  public class DoubleCheckedLockingTest {public volatile static DoubleCheckedLockingTest instance;// 通过这种私有化构造器的方式可以防止外部获取接口private DoubleCheckedLockingTest(){}/*** 获取实例*/public static DoubleCheckedLockingTest getInstance() {// 若已创建实例则直接返回if (instance == null) {// 加锁保证创建实例过程的线程安全synchronized (DoubleCheckedLockingTest.class) {// 若不进行判空，拿到锁后直接创建实例可能会存在以下情况// 多个线程同时通过了第一次检查，但只要有一个线程成功创建，其他线程再创建就违背了单例的原则if (instance == null) {instance = new DoubleCheckedLockingTest();}}}return instance;}}
  

  首先，DCL的instance初始化（public volatile static DoubleCheckedLockingTest instance;）就和其他写法不一样，细心的同学会发现这里多了一个 volatile 关键字，加这个关键字的原因和指令重排序有关。

  补充知识点：对象创建过程主要分为三步：1.分配内存空间；2.初始化对象；3.将对象指向刚分配的内存空间

  在对象创建过程中，分配完内存空间后，就会进行初始化对象，然后将对象指向刚分配的内存空间。这两部操作调换顺序一般情况下是不影响对象创建的，但如果因为指令重排序而调换了执行顺序，那么在多线程环境下，可能会造成某个线程访问到一个未完全初始化的对象。

  其次，DCL没有采用懒汉式的方法锁，而是通过锁代码块的形式进行细粒度控。

  最后，解释一下为什么构造器前面要是有 private 权限，如果我们使用public，那么每次 new 一个类的实例都会创建一个新的instance，这样就起不到单例的效果，因此必须私有化构造器

  public Main {public static void main(String[] args) {// 如果不私有化构造器，new 两个实例我们就能获取到两个不一样的instanceDoubleCheckedLockingTest o1 = new DoubleCheckedLockingTest();DoubleCheckedLockingTest o2 = new DoubleCheckedLockingTest();}
  }
  

结语

看到这里，相比同学们对单例模式已经有了初步的了解，事实上Spring框架大量使用了这一设计模式，在后续的学习中，可以尝试阅读Spring源码来深刻体会单例的优势。

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