單例模式的實現

單例設計模式保證類在記憶體中只存在乙個物件。根據不同的策略，單例類的實現有以下幾種方式。

1. 立即載入

在載入類的同時例項化物件，設計要點如下：

（1）私有化構造方法；

（2）宣告並例項化本類物件（靜態）；

（3）提供公有靜態方法獲取物件。

code 1

public class eagersingleton 

// other private constructors
private static eagersingleton instance = new eagersingleton();
public static eagersingleton getinstance() 
// other methods
}

當成員不可變時，也可直接暴露給外部使用，簡化如下：

code 2

public class eagersingleton 

// other private constructors
public static final eagersingleton instance = new eagersingleton();
// other methods
}

2. 延遲載入（懶載入）

物件第一次使用時例項化，設計要點如下：

（1）私有化構造方法；

（2）宣告本類的靜態引用；

（3）提供公有靜態方法獲取物件，第一次獲取時例項化。

code 3

public class lazysingleton 

// other private constructors
private static lazysingleton instance = null;
public static lazysingleton getinstance() 
// other methods
}

上述實現方式具有執行緒安全問題，當多個執行緒同時呼叫getinstance方法時，可能會建立多個例項。以下採用同步的方式解決執行緒安全問題：

code 4

public class lazysingleton 

// other private constructors
private static volatile lazysingleton instance = null;
public static lazysingleton getinstance() 
return instance;
}// other methods
}

（1）保證執行緒可見性：乙個執行緒對volatile變數的修改會立即由工作記憶體（執行緒獨享）寫回主記憶體（執行緒共享），volatile使變數的修改可以及時反映到其他執行緒中；

（2）禁止指令重排序：由於編譯器的優化，**的實際執行順序與編寫順序可能不一致。volatile關鍵字可禁止這種優化（jdk 1.5之後）。

code 4 可以解決執行緒安全問題，但執行效率很低。因為例項化僅在第一次呼叫時執行，而每次獲取例項時均要同步，執行緒排隊導致效率降低。以下採用雙重檢查的方式避免執行緒排隊：

code 5

public class lazysingleton 

// other private constructors
private static volatile lazysingleton instance;
public static lazysingleton getinstance() 
}return instance;
}// other methods
}

3. 列舉方式

列舉實現單例類最為簡單，可以保證執行緒安全，同時可以防止通過反射呼叫私有方法。

code 6

public enum enumsingleton

4. 靜態內部類方式

因為靜態內部類只會載入一次，並且僅在第一次訪問時才載入，所以能夠實現延遲載入，同時保證執行緒安全。

code 7

public class staticinnerclasssingleton 

// other private constructors
public static staticinnerclasssingleton getinstance() 
// other methods
private static class staticinnerclass 
}

總結：單例類最常見的實現方式是立即載入和延遲載入，採用延遲載入時要注意執行緒安全問題。列舉可以簡化實現，但占用資源相對較多。

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