java單例模式實現的方法是什么

這篇文章主要講解了“java單例模式實現的方法是什么”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“java單例模式實現的方法是什么”吧！

許多人都了解，單例的創建大致可以分為兩種：

• 飽漢型

• 餓漢型

所謂餓漢型，就是單例的對象，我上來就先創建好了，什么時候用直接拿就好了。例如這樣的方式：

private static final Singleton singleton = new Singleton();

 

public static Singleton getInstance() {
    return singleton;
}

這樣的實現方式沒有任何問題。問題出在哪呢？

有些時候，要實現Singleton的對象比較大，或者創建比較耗資源，耗時等，我們希望能在需要的時候再初始化，而不放在class 加載的時候，也就是實現所謂的lazy load。

這個時候問題就來了，這種所謂的飽漢型要怎么寫呢？

你可能見到過這種形式的實現

private static Singleton singleton;
public static Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) {
        singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
}

這樣的實現，有問題么？是不是感覺棒棒的？

在單線程的環境中跑的話，這樣也是可以保證只返回一個instance的。

問題出在多線程環境下執行。

多個線程執行時，極有可能兩個線程同時執行到判斷是否為null的情況，又同時創建了實例出來。為了解決多線程的問題，你毫不猶豫的給方法加上了synchronized，兵不血刃的解決了問題。

問題又來了！

當這個方法使用很頻繁的時候，synchronized帶來的互斥效果，導致每次只能一個線程執行，效率很低。

此時，一個聰明的想法浮現在腦海(當然，可能是查資料，網上瀏覽了解到的)。使用雙重鎖檢查（Double lock checking）來提高效率，實現起來是這個樣子：

public static Single getInstance() {
    if(singleton == null) {
        synchronized(this) {
            if(singleton == null) {
                singleton = new Singletoon();
            }
        }
    }
    return singleton;
}

我們的方法并不是互斥的，只有在instance為空時才會加鎖檢查?？此茻o懈可擊！

這個時候有一個問題，是看似普通的new XXX這種操作，其本質上和i++

這種操作一樣，并不是一個原子操作。例如，我們下面這幾行代碼：

public class Test {
    private int i = 5;
    private int a = 2;
    public Test(int i, int a) {
        this.i = i;
        this.a = a;
    }
    public void ttt() {
        Test t = new Test(1,1); //普通的實例化一個對象
    }
}

大致包含的步驟有：

1. 創建對象

2. 初始化對象的各個域，為其賦值

3. 將對象指向其引用

但是，對于這些指令的執行，卻并不一定是按照這個順序執行，為了執行效率，這些指令會被優化，指令被重新排序。極有可能對象被創建后即指向了其引用，但各個域并沒有初始化，如果此時被使用，那拿到的就是一個構造不完整的對象。(可以參考Java并發編程實戰了解對象逃逸)

為了使代碼不被優化影響，Java 5在修訂了Java內存模型（JMM）之后，可以使用volatile聲明，不允許指令重排序。

volatile關鍵字同時保證了內存的有序性和可見性，保證程序可以按照預期執行。所以，要實現一個正確無誤的DCL單例，需要同時把singleton對象聲明為

volatile，這一定很重要。

如果不使用DCL，我們還有其它方式實現延遲初始化。例如下面這種內部類的形式，也是比較常用的。

public class Foo {
    private static class FooHolder {
        static final Foo foo = new Foo();
    }
    public static Foo getFoo() {
        return FooHolder.foo;
    }
}

由于內部類只有在使用時才會初始化，所以保證了單例的延遲初始化。

了解了以上這些后，我們來看Tomcat中的單例，是如何使用的。

首先我們來看看Tomcat中對于DCL的使用。

/** Whether the servlet needs reloading on next access */
private volatile boolean reload = true;

 

public Servlet getServlet() throws ServletException {
    // DCL on 'reload' requires that 'reload' be volatile
    // (this also forces a read memory barrier, ensuring the
    // new servlet object is read consistently)
    if (reload) {
        synchronized (this) {
            // Synchronizing on jsw enables simultaneous loading
            // of different pages, but not the same page.
            if (reload) {
                // This is to maintain the original protocol.
                destroy();
                final Servlet servlet;
                servlet.init(config);
                reload = false;
                // Volatile 'reload' forces in order write of 'theServlet' and new servlet object
            } }  }
    return theServlet;
}

上面的代碼是關于jsp對應的Servlet獲取時對應的代碼，其中對于DCL的使用主要用于判斷jsp文件對應的class是否需要重新加載。(jsp文件工作原理前面文章介紹過，感興趣的朋友可以看JSP文件修改實時生效的秘密)

單例的使用，Tomcat中的方式很簡單，

public final class ApplicationFilterFactory {

    private static ApplicationFilterFactory factory = null;

    private ApplicationFilterFactory() {
        // Prevent instantiation outside of the getInstanceMethod().
    }

 

/**
 * Return the factory instance.
 */
public static ApplicationFilterFactory getInstance() {
    if (factory == null) {
        factory = new ApplicationFilterFactory();
    }
    return factory;
}

我們看到和前面第一次提到的飽漢型一樣，沒有使用DCL，也沒加

synchronized，這是因為在Tomcat中對于此處ApplicationFactory的使用，只有在StandardWrapperValve啟動才會觸發其初始化，并不會涉及到多線程環境的使用，所以可以放心使用這種方式。

看到這里的朋友，其實單例還有一種實現方式，是Effective Java的作者推薦使用的，使用起來更簡單，只需要一個枚舉項的enum即可，之后可以包含其對應的各個方法：

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void test() {
        System.out.println("test");
    }
}

而我們使用的時候，直接這樣使用即可：

Singleton.INSTANCE.test();

感謝各位的閱讀，以上就是“java單例模式實現的方法是什么”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對java單例模式實現的方法是什么這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！