單例模式總結

一、單例模式（singleton pattern）

單例模式只涉及到乙個單一的類，該類負責建立自己的物件，同時確保只有單個物件被建立。並且提供了訪問其唯一物件的方式，可以直接訪問，不需要在外部例項化該類的物件。

1、單例模式可總結為以下三點：

1）構造方法使用private私有化（保證外部無法new出例項物件）；

2）內部自己建立自己的唯一例項物件；

3）對外部提供方法直接訪問唯一例項物件（使用static保證外部可通過類名訪問）。

2、**實現：

單例模式實現方式有兩種：餓漢式和懶漢式。

1）餓漢式：不管singleton類物件是否使用，只要類載入就產生乙個例項物件。

class singleton
//對外部提供訪問唯一物件的方法
public static singleton getinstance()
}

2）懶漢式：當第一次使用singleton類物件的時候，才執行例項化操作。

/*非完美版本*/
class singleton
public static singleton getinstance()
return instance;
}}

二、單例模式存在的問題：

1、懶漢式單例模式多執行緒下不安全

為什麼說不安全呢？舉個簡單的例子，假設有兩個執行緒都需要使用這個物件，執行緒 a 先執行語句 if (instance == null) 得到結果為 true，但還沒有來得及執行語句instance = new singleton()；此時 cpu 切換去執行執行緒 b，這時候由於執行緒a並沒有執行new操作，所以執行緒 b 在執行語句 if (instance == null) 時又得到結果為true，緊接著執行緒b建立了該類的例項物件，當 cpu 重新回到執行緒a去執行的時候，又建立了乙個類的例項物件，也就是說建立的物件不是唯一的，這就是懶漢式多執行緒不安全的表現。

如何解決這個問題？

方法一：使用執行緒安全關鍵字synchronized

/*使用synchronized，保證執行緒在建立物件的時候讓其他執行緒阻塞*/
//寫法一
public static synchronized singleton getinstance()
return instance;
}//另外一種寫法，本質上沒有區別
public static singleton getinstance()
}return instance;
}

方法二：雙重判空操作實現單例模式（重要）

多執行緒不安全是由於第一次建立物件時，恰好發生了執行緒切換，這種情況在後續的呼叫中不會再次出現，因此可在synchronized語句前增加一次判空操作，以解決方法一中存在的不足。

public static singleton getinstance()}}
return instance;
}

2、指令重排序

什麼是指令重排序？jvm為了提高程式執行效率，在不影響單執行緒程式執行結果的前提下，對指令進行優化。也就是說這種優化，在多執行緒下，就可能出現問題。以上面所寫雙重判空操作實現的單例模式為例：

問題就出在instance = new singleton(); 這句話的執行過程可以分為三步：

1）分配記憶體空間。

2）通過構造方法初始化。

3）instance引用該記憶體空間。

如果發生指令重排，那麼執行順序可能發生變化：

1）分配記憶體空間。

2）instance引用該記憶體空間。

3）通過構造方法初始化。

雖然2和3的執行順序發生了變化，但對單執行緒執行結果沒有影響，而在多執行緒情況下就會出現問題：可能會返回乙個空的instance，而我們卻認為是正常執行的。

解決方法：通過 volatile 避免指令重排序

volatile關鍵字的作用： 1）可以保證變數的可見性； 2）阻止發生指令重排序。

/*完美版本*/
class singleton
public static singleton getinstance()}}
return instance;
}

三、單例模式的其他實現方法

1、使用靜態內部類實現單例模式

我們知道，靜態內部類不依靠外部類的存在而存在，因此我們可以這樣設計：

1）在這個靜態內部類初始化的時候，生成外部類的物件。

2）然後在呼叫 getterinstance 方法時返回該外部類物件。

**實現如下：

class singleton 
//私有構造方法
private singleton()
//提供getter方法訪問instance
public static singleton getterinstance()
//測試
public void print()
}public class test
}

2、列舉（enum）實現單例模式

使用列舉實現單例的方法很簡單，而且 enum 類的建立本身執行緒就是安全的，在這這一點上和靜態內部類很相似。

public class singletontest
public static void main(string args) 
}

單例模式總結

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