java單例類的幾種實現

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一，最簡單的方式

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

首先建構函式聲明為private，防止被外部建立該類的執行個體。聲明一個static的成員變數instance並分配執行個體，當Singleton類被載入時，instance便會被建立，可以通過靜態方法getInstance方法擷取到該執行個體。
優點是實現簡單，且沒有安全執行緒問題。缺點是Singleton被引用時instance執行個體就已經建立，即使執行個體並沒有用到。

二，懶載入的單例類

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

因為instance初始值為null，所以在Singleton被載入的時候，並不會執行個體化，只有調用getInstance方法的時候才會建立執行個體。為了防止多線程並發調用getInstance方法時instance被多次建立，所以使用synchronized關鍵字進行線程同步。
該實現缺點是，每次調用getInstance方法都要進行線程同步，影響並發量。

三，改進懶載入的單例類

public class Singleton{    private 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;    }}

通過雙檢索的方式進行最佳化，只有在intance沒有值時才進行線程同步，此後會直接返回執行個體。需要注意的是，在synchronized代碼塊中需要再判斷一次instance是否為null,防止多個線程同時通過了第一個為null的判斷。
還需要注意的是，instance需要volatile修飾，防止指令重排序導致的錯誤。
volatile除了保證線程緩衝及時同步到主記憶體並清理其他線程緩衝的值，還有一個作用就是防止指令重排序。 instance = new Singleton() 這行代碼編譯後會拆分成三個指令，可以理解成如下代碼：
1，Singleton temp = malloc()； // 分配記憶體
2，constructor(temp); // 調用建構函式對分配的記憶體進行初始化
3，instance = temp; // 初始化完成的記憶體位址賦值給instance
編譯器為了最佳化指令，重排序後，可能會變成了下面的代碼：
1，Singleton temp = malloc()； // 分配記憶體
2，instance = temp; // 初始化完成的記憶體位址賦值給instance
3，constructor(instance); // 調用建構函式對分配的記憶體進行初始化
如果代碼執行了上面的第二步，instance已經賦值不為null，但並沒有初始化，這是如果第二個線程調用getInstance方法就會直接獲得instance，調用instance時引發錯誤。volatile可以防止重排序。

四，通過內部類實現單例

public class Singleton{    private static class SingletonHolder{        private static Singleton instance = new Singleton();    }    private Singleton(){};    private static volatile Singleton instance = null;    public static Singleton getInstance(){        return SingletonHolder.instance;    }}

Singleton的執行個體被靜態內部類SingletonHolder持有，只有在調用getInstance方法時，SingletonHolder才會被載入，instance被執行個體化。既實現懶載入，也不會有安全執行緒問題。

 

java單例類的幾種實現