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【设计模式-01】Singleton单利模式

news 来源：原创 2024/5/12 23:43:13

一、方式1(最常用，推荐使用)

单例实现方式一: 饿汉式

类加载到内存后，就实例化一个单例，JVM保证线程安全

简单实用，推荐使用。

唯一缺点: 不管用到与否，类装载时就完成加载。

/*** @description: 单例实现方式一: 饿汉式 <br>*     类加载到内存后，就实例化一个单例，JVM保证线程安全 <br>*     简单实用，推荐使用。<br>*     唯一缺点: 不管用到与否，类装载时就完成加载。* @author: flygo* @time: 2022/5/27 22:17*/
public class SingletonManager01 {private static final SingletonManager01 INSTANCE = new SingletonManager01();private SingletonManager01() {}public static SingletonManager01 getInstance() {return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {SingletonManager01 singletonManager01 = SingletonManager01.getInstance();SingletonManager01 singletonManager011 = SingletonManager01.getInstance();System.out.println(singletonManager01 == singletonManager011);}
}

二、方式2

静态语句块，和方式一一样

/*** @description: 同第一种方式一样,静态语句块实现* @author: flygo* @time: 2022/5/27 22:24*/
public class SingletonManager02 {private static final SingletonManager02 INSTANCE;private SingletonManager02() {}static {INSTANCE = new SingletonManager02();}public static SingletonManager02 getInstance() {return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {SingletonManager02 singletonManager02 = SingletonManager02.getInstance();SingletonManager02 singletonManager021 = SingletonManager02.getInstance();System.out.println(singletonManager02 == singletonManager021);}
}

三、方式3(多线程有问题)

懒汉式，虽然达到了按需初始化的目的，但带来了线程不安全的问题

/*** @description: lazy loading 懒汉式加载，虽然达到了按需加载的目的，但带来了线程不安全的问题* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public class SingletonManager03 {public static SingletonManager03 INSTANCE;private SingletonManager03() {}public static SingletonManager03 getInstance() {if (INSTANCE == null) {INSTANCE = new SingletonManager03();}return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {SingletonManager03 instance1 = SingletonManager03.getInstance();SingletonManager03 instance2 = SingletonManager03.getInstance();System.out.println(instance1 == instance2);}
}

验证这种方式的问题，模拟多线程模式，分析这种方式的问题

线程1执行到 instance == null时，这时实例还没实例化，线程2也刚好执行到instance == null，线程1和线程2初始化了两个不同实例对象。

为把问题模拟的更明显，在初始化之前，休眠1毫秒，模拟线程被打断，初始化不同的实例，效果更明显。

/*** @description: lazy loading 懒汉式加载，虽然达到了按需加载的目的，但带来了线程不安全的问题* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public class SingletonManager03 {public static SingletonManager03 INSTANCE;private SingletonManager03() {}public static SingletonManager03 getInstance() {if (INSTANCE == null) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}INSTANCE = new SingletonManager03();}return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(SingletonManager03.getInstance().hashCode());}).start();}}
}

四、方式4

lazy loading 懒汉式加载，虽然达到了按需加载的目的，但带来了线程不安全的问题

通过synchronized加锁的方式解决，同时效率下降了

/*** @description: lazy loading 懒汉式加载，虽然达到了按需加载的目的，但带来了线程不安全的问题 <br>*     通过synchronized加锁的方式解决，同时效率下降了* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public class SingletonManager04 {public static SingletonManager04 INSTANCE;private SingletonManager04() {}public static synchronized SingletonManager04 getInstance() {if (INSTANCE == null) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}INSTANCE = new SingletonManager04();}return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(SingletonManager04.getInstance().hashCode());}).start();}}
}

五、方式5(多线程有问题)

妄图通过减少同步代码块的方式提供效率，然后并不行。相当于没有加锁

/*** @description: lazy loading 懒汉式加载，虽然达到了按需加载的目的，但带来了线程不安全的问题 <br>*     通过synchronized加锁的方式解决，同时效率下降了* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public class SingletonManager05 {public static SingletonManager05 INSTANCE;private SingletonManager05() {}public static SingletonManager05 getInstance() {if (INSTANCE == null) {// 妄图通过减少同步代码块的方式提供效率，然后并不行synchronized (SingletonManager05.class) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}INSTANCE = new SingletonManager05();}}return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(SingletonManager05.getInstance().hashCode());}).start();}}
}

六、方式6

使用双重检查

/*** @description: lazy loading 懒汉式加载，虽然达到了按需加载的目的，但带来了线程不安全的问题 <br>*     通过synchronized加锁的方式解决，同时效率下降了，增加双重检查* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public class SingletonManager06 {// 需要加volatile，指令重排问题public static volatile SingletonManager06 INSTANCE;private SingletonManager06() {}public static SingletonManager06 getInstance() {if (INSTANCE == null) {// 双重检查synchronized (SingletonManager06.class) {if (INSTANCE == null) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}INSTANCE = new SingletonManager06();}}}return INSTANCE;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(SingletonManager06.getInstance().hashCode());}).start();}}
}

七、方式7(完美的方式之一)

静态内部类的方式

JVM保证单例，加载外部类时，不会加载内部类，这样可以实现懒加载

/*** @description: 静态内部类的方式 <br>*     JVM保证单例，加载外部类时，不会加载内部类，这样可以实现懒加载* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public class SingletonManager07 {private SingletonManager07() {}private static final class SingletonManager07Holder {private static final SingletonManager07 INSTANCE = new SingletonManager07();}public static SingletonManager07 getInstance() {return SingletonManager07Holder.INSTANCE;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(SingletonManager07.getInstance().hashCode());}).start();}}
}

八、方式8(完美中的完美)

不仅可以解决多线程同步，还可以解决反序列化问题

/*** @description: 不仅可以解决多线程同步，还可以解决反序列化问题 <br>* @author: flygo* @time: 2022/7/4 09:32*/
public enum SingletonManager08 {INSTANCE;public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 100; i++) {new Thread(() -> {System.out.println(SingletonManager08.INSTANCE.hashCode());}).start();}}
}

九、源码地址

GitHub - jxaufang168/Design-Patterns: 设计模式学习设计模式学习. Contribute to jxaufang168/Design-Patterns development by creating an account on GitHub.https://github.com/jxaufang168/Design-Patterns