單例設計模式實作

單例設計模式：某個類只能存在一個物件實體
設計要點：

• 一個私有建構式(不能外面new，只能自己創建)
• 一個私有靜態變數(確保只有一個實體)
• 一個公共靜態函式(呼叫，用來回傳實體物件)

餓漢式

天生執行緒安全，用得也比較多
先創建實體，因為比較餓,沒有延遲加載，如果很久沒用到這個實體，就會浪費系統資源，

靜態常量餓漢式

public class Singleton {
    static class Singleton{
        private Singleton(){}
        private final static Singleton instance = new Singleton();
        public static Singleton getInstance() {
            return instance;
        }
    }
}

靜態代碼塊餓漢式

public class Singleton {
    private Singleton() {
    }
    private static Singleton instance;
    static { // 在靜態代碼塊中，創建單例物件
        instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

懶漢式

用的時候再創建實體，因為比較懶

執行緒不安全懶漢式

多執行緒下，一個執行緒進入了if判斷陳述句塊，還未來得及往下執行，另一個執行緒也通過了這個判斷陳述句，這時便會產生多個實體，所以在多執行緒環境下不可使用這種方式

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    //提供一個靜態的公有方法，當使用到該方法時，才去創建實體
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

執行緒安全懶漢式

效率低，多執行緒時，每次都要進行上鎖

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    //加入同步處理的代碼，解決執行緒安全問題
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

雙重檢測懶漢式（推薦）

執行緒安全，懶加載，效率較高

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

volatile:保證了變數的可見性，如果發生改變，其他執行緒立馬可見
雙重檢查：
首次創建實體時，進入第二個if判斷后，還未創建實體，此時若有其他執行緒進來，通過了第一個if判斷，然后因為有synchronized，被擋在了外面，
實體化代碼只執行一次，后面執行緒再次訪問時，在第一個if判斷時，就直接return實體了，

靜態內部類

執行緒安全，推薦使用
靜態內部類方式在 Singleton 類被裝載時并不會立即實體化，而是在需要實體化時，呼叫 getInstance 方法，才會裝載 SingletonInstance 類，從而完成 Singleton 的實體化.
類的靜態屬性只會在第一次加載類的時候初始化，所以在這里，JVM 幫助我們保證了執行緒的安全性，在類進行初始化時，別的執行緒是無法進入的，
外部類被加載的時候，靜態內部類不會被加載，靜態代碼塊會被加載，

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;
    //構造器私有化
    private Singleton() {}
    //寫一個靜態內部類,該類中有一個靜態屬性 Singleton
    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    //提供一個靜態的公有方法，直接回傳 
    SingletonInstance.INSTANCE
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

列舉

執行緒安全，還能防止反射和反序列化重新創建新的物件,不能延時加載

enum Singleton {
    INSTANCE; //屬性
    public void sayOK() {
        System.out.println("ok");
    }
}

使用場景

需要頻繁的進行創建和銷毀的物件，比如：工具類物件，頻繁訪問資料庫或檔案物件，

JDK原始碼Runtime類

餓漢式單例
RunTime代表一個運行環境，每個JVM行程都是對應這一個Runtime實體，此實體是由JVM為其實體化的，每個 Java 應用程式都有一個 Runtime 類實體，使應用程式能夠與其運行的環境相連接，

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }
     private Runtime() {}
}

Spring依賴注入Bean實體

雙重檢查懶漢單例

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
        Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
        if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
            synchronized (this.singletonObjects) {
                singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
                if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                    ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                    if (singletonFactory != null) {
                        singletonObject = singletonFactory.getObject();
                        this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                        this.singletonFactories.remove(beanName);
                    }
                }
            }
        }
        return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
    }

SpringBoot原始碼中的單例

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標籤：設計模式

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