单例模式的七种写法

12年前

第一种（懒汉，线程不安全）：

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  1. public class Singleton {
  2. private static Singleton instance;
  3. private Singleton (){}
  5. public static Singleton getInstance() {
  6. if (instance == null) {
  7. instance = new Singleton();
  8. }
  9. return instance;
  10. }
  11. }

这种写法lazy loading很明显，但是致命的是在多线程不能正常工作。

第二种（懒汉，线程安全）：

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  1. public class Singleton {
  2. private static Singleton instance;
  3. private Singleton (){}
  4. public static synchronized Singleton getInstance() {
  5. if (instance == null) {
  6. instance = new Singleton();
  7. }
  8. return instance;
  9. }
  10. }

这种写法能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是，遗憾的是，效率很低，99%情况下不需要同步。

第三种（饿汉）：

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  1. public class Singleton {
  2. private static Singleton instance = new Singleton();
  3. private Singleton (){}
  4. public static Singleton getInstance() {
  5. return instance;
  6. }
  7. }

这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。

第四种（饿汉，变种）：

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  1. public class Singleton {
  2. private Singleton instance = null;
  3. static {
  4. instance = new Singleton();
  5. }
  6. private Singleton (){}
  7. public static Singleton getInstance() {
  8. return this.instance;
  9. }
  10. }

表面上看起来差别挺大，其实更第三种方式差不多，都是在类初始化即实例化instance。

第五种（静态内部类）：

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  1. public class Singleton {
  2. private static class SingletonHolder {
  3. private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
  4. }
  5. private Singleton (){}
  6. public static final Singleton getInstance() {
  7. return SingletonHolder.INSTANCE;
  8. }
  9. }

这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

第六种（枚举）：

Java代码 复制代码 收藏代码
  1. public enum Singleton {
  2. INSTANCE;
  3. public void whateverMethod() {
  4. }
  5. }

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，我也很少看见有人这么写过。

第七种（双重校验锁）：

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  1. public class Singleton {
  2. private volatile static Singleton singleton;
  3. private Singleton (){}
  4. public static Singleton getSingleton() {
  5. if (singleton == null) {
  6. synchronized (Singleton.class) {
  7. if (singleton == null) {
  8. singleton = new Singleton();
  9. }
  10. }
  11. }
  12. return singleton;
  13. }
  14. }

这个是第二种方式的升级版，俗称双重检查锁定，详细介绍请查看：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html

在JDK1.5之后，双重检查锁定才能够正常达到单例效果。

总结

有两个问题需要注意：

1.如果单例由不同的类装载器装入，那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取，例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类装载器，这样的话如果有两个servlet访问一个单例类，它们就都会有各自的实例。

2.如果Singleton实现了java.io.Serializable接口，那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样，如果你序列化一个单例类的对象，接下来复原多个那个对象，那你就会有多个单例类的实例。

对第一个问题修复的办法是：

Java代码 复制代码 收藏代码
  1. private static Class getClass(String classname)
  2. throws ClassNotFoundException {
  3. ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
  5. if(classLoader == null)
  6. classLoader = Singleton.class.getClassLoader();
  8. return (classLoader.loadClass(classname));
  9. }
  10. }

对第二个问题修复的办法是：

Java代码 复制代码 收藏代码
  1. public class Singleton implements java.io.Serializable {
  2. public static Singleton INSTANCE = new Singleton();
  4. protected Singleton() {
  6. }
  7. private Object readResolve() {
  8. return INSTANCE;
  9. }
  10. }