java中单例模式的几种写法

什么是单例模式

单例模式是使用的最广泛的设计模式之一，用来确保一个类对外只提供唯一的实例，比如连接池、缓存、日志对象的实现基本都用的单例模式。实现单例的方法主要有以下几种，每种都有各自的优缺点，为了实现真正的单例，我们可以根据实际需求，选择合适的方法。

1. 饿汉模式

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

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}

优点: 简单，线程安全

缺点: 不能延时加载

推荐指数: 4星

说明: 类初始化时就加载静态变量，创建了实例，不存在多线程问题，缺点是不能在实际使用的时候才创建对象

2. 懒汉模式

线程不安全

public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}

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

优点： 延迟加载

缺点：线程不安全

推荐指数: 2星

说明：在多线程环境下，很可能产生多个实例。

线程安全

public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}

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

优点： 延迟加载，线程安全

缺点：性能较低

推荐指数: 3星

说明：保证了线程安全，但是由于是直接对方法进行同步，会降低性能，实际上只有在初次调用此方法时，才需要加锁来确保线程安全，一旦设置好instance实例之后，就不需再同步该方法了，也就是说，除了第一次，以后每次调用该方法，同步都是多余的

3. 双重检查锁（DCL）

public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;//volatile可防止指令重排
private Singleton() {}

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

优点： 延迟加载，线程安全，性能较高

缺点：较为繁琐，不适用于jdk1.5以下的版本

推荐指数: 4星

说明：该方法是对懒汉模式的改进，既保证了线程安全，又不是对整个方法进行同步，对性能基本没有什么影响。不足之处是需要使用volatile关键字来保证可靠性，只能在jdk1.5及以上的版本使用，因为在jdk1.5以下版本，对于volatile关键字的实现会导致DCL的失效，具体可以参考这篇文章:Java 并发编程：volatile的使用及其原理

4. 枚举

public enum Singleton {
INSTANCE;

public void doSomething() {}
}

优点：代码简洁， 线程安全

缺点：非延迟加载

推荐指数: 5星

说明：通过枚举方式来创建单例是《Effective Java》作者Joshua Bloch大力推荐的，因为它有以下几点优势：

1. 无法通过反射调用创建实例，而在其他类型中，即使是私有方法，也能通过反射，创建新的实例。查看 java.lang.reflect.Constructor的newInstance()方法中有如下代码，说明枚举类型是禁止了通过反射构造枚举对象的

if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)
throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively      create enum objects");

2.可以有效的防止反序列化，以下是java.lang.Enum类的代码，可以看出，enum类型无法被反序列化

private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,
ClassNotFoundException {
throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");
}

private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException {
throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");
}

3 枚举实例无法被克隆，以下是java.lang.Enum代码，如果要强行进行clone，直接抛出异常

protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
throw new CloneNotSupportedException();
}

5. 静态内部类

public class Singleton{
private Singleton(){}

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

优点： 线程安全，延迟加载

缺点：

推荐指数: 5星

说明：该方式也称为IoDH（ Initialization Demand Holder），可以说是结合了饿汉模式和懒汉模式的优点，既实现了延迟加载，也保证了线程安全，建议优先采用该方式创建单例。

参考：

1. wiki-单例模式

2. 单例模式方法大全

3. 单例模式的七种写法