单例模式-线程安全的5种实现

前言

单例模式是 Java 中最简单设计模式之一。在运行期间,保证某个类只创建一个实例,在实际项目中,还要考虑线程的安全性,面试的时候很多面试官容易问到这个问题,有几种实现方式,分别如何保证线程安全,小编直接上各种实现方案的线程安全写法:

一、懒汉式

特点:延迟加载

使用场景:如果开销比较大,希望用到时才创建,就要考虑延迟实例化

public class Singleton1 {
          
   
    //volatile 为了防止指令重排序
    private static volatile Singleton1 sInstance;

    private Singleton1() {
          
   
    }

    public static Singleton1 getInstance() {
          
   
        if (sInstance == null) {
          
    //第一次校验
            synchronized (Singleton1.class) {
          
   
                if (sInstance == null) {
          
   
                    sInstance = new Singleton1();//第二次校验
                }
            }
        }
        return sInstance;
    }

    //防止反序列化生成多个对象,这个方法反序列化时由系统调用
    private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
          
   
        return sInstance;
    }

}

总结:为了保证线程安全,一般采用synchronized锁的机制在方法上面加锁,由于synchronized 粒度太大,所以本代码段采用双重校验锁+volatile 保证线程安全,不太明白volatile的小伙伴可以查一下这个关键字,主要是为了防止Java的指令重排序,实现线程间变量修改可见,注意,它不具备原子性,直接用这个关键字是没有办法实现线程安全的哦~

还有一点注意:这种方式实现单例,在反序列化时,为了防止多个对象生成,要多写一个readResolve方法,供系统调用,才能真正保证单例。这一点也是很多人忽视的,或者在实际项目中根本没有考虑到,或者用到过的。

二、饿汉式

特点:简单

使用场景:如果应用程序总是创建并使用单例实例或在创建和运行时开销不大时使用

public class Singleton2 {
          
   

    private static Singleton2 sInstance = new Singleton2();

    private Singleton2() {
          
   

    }

    public static Singleton2 getInstance() {
          
   
        return sInstance;
    }
}

三、静态内部类

特点:延迟加载 现在很多人用这种方式来实现,代码量少,简单

public class Singleton3 {
          
   
    private Singleton3() {
          
   
    }

    private static class Holder {
          
   
        private static final Singleton3 INSTANCE = new Singleton3();

    }

    public static final Singleton3 getInstance() {
          
   
        return Holder.INSTANCE;
    }

}

四:枚举

特点:书写简单,默认就是线程安全的,任何情况下都是单例的,即使反序列化时也不会生成多个对象

此种方法最简单最完美

public enum Singleton4 {
          
   
    INSTANCE;
}

五:使用容器类

特点:Android框架层源码中大量用到这种方式 ,感兴趣的小伙伴可以去看看AMS的源码,他的代理类就是通过这种方式类创建的

public class Singleton5 {
          
   
    private static Map<String, Object> objectMap = new HashMap<>();

    public static void registerService(String key, Object instance) {
          
   
        if (!objectMap.containsKey(key)) {
          
   
            objectMap.put(key, instance);
        }
    }

    public static Object getService(String key) {
          
   
        return objectMap.get(key);
    }
}
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