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我们再来聊一聊 Java 的单例吧

“u003Cpu003EJava后端,选择 u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E优质文章,及时送达u003Cu002Fpu003Eu003Cimg src=”http:u002Fu002Fp1.pstatp.comu002Flargeu002Fpgc-imageu002FRcsUnd92eoboDR” img_width=”640″ img_height=”29″ alt=”我们再来聊一聊 Java 的单例吧” inline=”0″u003Eu003Cpu003E作者 | 张新强u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E链接 | u003Ci class=”chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-2″u003Ewwwu003Cu002Fiu003E.barryzhangu003Ci class=”chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-6″u003E.comu003Cu002Fiu003Eu002Farchivesu002F521u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch1 toutiao-origin=”h1″u003E1. 前言u003Cu002Fh1u003Eu003Cpu003Eu003Ccodeu003E单例(Singleton)u003Cu002Fcodeu003E应该是开发者们最熟悉的设计模式了,并且好像也是最容易实现的——基本上每个开发者都能够随手写出——但是,真的是这样吗?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E作为一个Java开发者,也许你觉得自己对单例模式的了解已经足够多了。我并不想危言耸听说一定还有你不知道的——毕竟我自己的了解也的确有限,但究竟你自己了解的程度到底怎样呢?往下看,我们一起来聊聊看~u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch1 toutiao-origin=”h1″u003E2. 什么是单例?u003Cu002Fh1u003Eu003Cpu003Eu003Ccodeu003E单例对象的类必须保证只有一个实例存在u003Cu002Fcodeu003E——这是维基百科上对单例的定义,这也可以作为对意图实现单例模式的代码进行检验的标准。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E对单例的实现可以分为两大类——u003Ccodeu003E懒汉式u003Cu002Fcodeu003E和u003Ccodeu003E饿汉式u003Cu002Fcodeu003E,他们的区别在于:u003Cu002Fpu003Eu003Culu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003Eu003Ccodeu003E懒汉式u003Cu002Fcodeu003E:指全局的单例实例在第一次被使用时构建。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003Eu003Ccodeu003E饿汉式u003Cu002Fcodeu003E:指全局的单例实例在类装载时构建。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cu002Fulu003Eu003Cpu003E从它们的区别也能看出来,日常我们使用的较多的应该是u003Ccodeu003E懒汉式u003Cu002Fcodeu003E的单例,毕竟按需加载才能做到资源的最大化利用嘛。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch1 toutiao-origin=”h1″u003E3. 懒汉式单例u003Cu002Fh1u003Eu003Cpu003E先来看一下懒汉式单例的实现方式。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003E3.1 简单版本u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E看最简单的写法Version 1:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F Version 1u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublic class Single1 {u003Cbru003Eprivate static Single1 instance;u003Cbru003Epublic static Single1 getInstance {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Einstance = new Single1;u003Cbru003E}u003Cbru003Ereturn instance;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E或者再进一步,把构造器改为私有的,这样能够防止被外部的类调用。u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F Version 1.1u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublic class Single1 {u003Cbru003Eprivate static Single1 instance;u003Cbru003Eprivate Single1 {}u003Cbru003Epublic static Single1 getInstance {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Einstance = new Single1;u003Cbru003E}u003Cbru003Ereturn instance;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E我仿佛记得当初学校的教科书就是这么教的?—— 每次获取instance之前先进行判断,如果instance为空就new一个出来,否则就直接返回已存在的instance。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这种写法在大多数的时候也是没问题的。u003Cstrongu003E问题在于,当多线程工作的时候,如果有多个线程同时运行到u003Cu002Fstrongu003Eu003Ccodeu003Eif (instance == )u003Cu002Fcodeu003E,都判断为,那么两个线程就各自会创建一个实例——这样一来,就不是单例了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003E3.2 synchronized版本u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E那既然可能会因为多线程导致问题,那么加上一个同步锁吧!u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E修改后的代码如下,相对于Version1.1,只是在方法签名上多加了一个u003Ccodeu003Esynchronizedu003Cu002Fcodeu003E:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu002Fu002F Version 2u003Cbru003Epublicu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eclassu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingle2u003Cu002Fstrongu003E{u003Cbru003Eprivate static Single2 instance;u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eprivateu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingle2u003Cu002Fstrongu003E {}u003Cbru003Epublic static synchronized Single2 getInstance {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Einstance = new Single2;u003Cbru003E}u003Cbru003Ereturn instance;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003EOK,加上u003Ccodeu003Esynchronizedu003Cu002Fcodeu003E关键字之后,getInstance方法就会锁上了。如果有两个线程(T1、T2)同时执行到这个方法时,会有其中一个线程T1获得同步锁,得以继续执行,而另一个线程T2则需要等待,当第T1执行完毕getInstance之后(完成了判断、对象创建、获得返回值之后),T2线程才会执行执行。——所以这端代码也就避免了Version1中,可能出现因为多线程导致多个实例的情况。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E但是,这种写法也有一个问题:u003Cstrongu003E给gitInstance方法加锁,虽然会避免了可能会出现的多个实例问题,但是会强制除T1之外的所有线程等待,实际上会对程序的执行效率造成负面影响。u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003E3.3 双重检查(Double-Check)版本u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003EVersion2代码相对于Version1d代码的效率问题,其实是为了解决1%几率的问题,而使用了一个100%出现的防护盾。那有一个优化的思路,就是把100%出现的防护盾,也改为1%的几率出现,使之只出现在可能会导致多个实例出现的地方。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E——有没有这样的方法呢?当然是有的,改进后的代码Vsersion3如下:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F Version 3u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublicu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eclassu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingle3u003Cu002Fstrongu003E{u003Cbru003Eprivate static Single3 instance;u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eprivateu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingle3u003Cu002Fstrongu003E {}u003Cbru003Epublic static Single3 getInstance {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Esynchronized (Single3.class) {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Einstance = new Single3;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cbru003Ereturn instance;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E这个版本的代码看起来有点复杂,注意其中有两次u003Ccodeu003Eif (instance == )u003Cu002Fcodeu003E的判断,这个叫做『双重检查 Double-Check』。u003Cu002Fpu003Eu003Culu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003E第一个u003Ccodeu003Eif (instance == )u003Cu002Fcodeu003E,其实是为了解决Version2中的效率问题,只有instance为的时候,才进入u003Ccodeu003Esynchronizedu003Cu002Fcodeu003E的代码段——u003Ci class=”chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-6″u003E大大u003Cu002Fiu003E减少了几率。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003E第二个u003Ccodeu003Eif (instance == )u003Cu002Fcodeu003E,则是跟Version2一样,是为了防止可能出现多个实例的情况。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cu002Fulu003Eu003Cpu003E这段代码看起来已经完美无瑕了。当然,只是『看起来』,还是有小概率出现问题的。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这弄清楚为什么这里可能出现问题,首先,我们需要弄清楚几个概念:u003Ccodeu003E原子操作u003Cu002Fcodeu003E、u003Ccodeu003E指令重排u003Cu002Fcodeu003E。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h3″u003E知识点:什么是原子操作?u003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E简单来说,u003Ccodeu003E原子操作(atomic)u003Cu002Fcodeu003E就是不可分割的操作,在计算机中,就是指不会因为线程调度被打断的操作。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E比如,简单的赋值是一个原子操作:u003Cu002Fpu003Eu003Cblockquoteu003Eu003Cpu003Em = 6; u002Fu002F 这是个原子操作u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fblockquoteu003Eu003Cpu003E假如m原先的值为0,那么对于这个操作,要么执行成功m变成了6,要么是没执行m还是0,而不会出现诸如m=3这种中间态——即使是在并发的线程中。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E而,声明并赋值就不是一个原子操作:u003Cu002Fpu003Eu003Cblockquoteu003Eu003Cpu003Eint n = 6; u002Fu002F 这不是一个原子操作u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fblockquoteu003Eu003Cpu003E对于这个语句,至少有两个操作:u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E①声明一个变量nu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E②给n赋值为6u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E——这样就会有一个中间状态:变量n已经被声明了但是还没有被赋值的状态。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E——这样,在多线程中,由于线程执行顺序的不确定性,如果两个线程都使用m,就可能会导致不稳定的结果出现。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h3″u003E知识点:什么是指令重排?u003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E简单来说,就是计算机为了提高执行效率,会做的一些优化,在不影响最终结果的情况下,可能会对一些语句的执行顺序进行调整。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E比如,这一段代码:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eint a ; u002Fu002F 语句1u003Cbru003Ea = 8 ; u002Fu002F 语句2u003Cbru003Eint b = 9 ; u002Fu002F 语句3u003Cbru003Eint c = a + b ; u002Fu002F 语句4u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E正常来说,对于顺序结构,执行的顺序是自上到下,也即1234。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E但是,由于u003Ccodeu003E指令重排u003Cu002Fcodeu003E的原因,因为不影响最终的结果,所以,实际执行的顺序可能会变成3124或者u003Ci class=”chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-6″u003E132u003Cu002Fiu003E4。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E由于语句3和4没有原子性的问题,语句3和语句4也可能会拆分成原子操作,再重排。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E——也就是说,对于非原子性的操作,在不影响最终结果的情况下,其拆分成的原子操作可能会被重新排列执行顺序。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003EOK,了解了u003Ccodeu003E原子操作u003Cu002Fcodeu003E和u003Ccodeu003E指令重排u003Cu002Fcodeu003E的概念之后,我们再继续看Version3代码的问题。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E下面这段话直接从陈皓的文章(深入浅出单实例SINGLETON设计模式)中复制而来:u003Cu002Fpu003Eu003Cblockquoteu003Eu003Cdivu003Eu003Cpu003E主要在于singleton = new Singleton这句,这并非是一个原子操作,事实上在 JVM 中这句话大概做了下面 3 件事情。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E1. 给 singleton 分配内存u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E2. 调用 Singleton 的构造函数来初始化成员变量,形成实例u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E3. 将singleton对象指向分配的内存空间(执行完这步 singleton才是非 了)u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E但是在 JVM 的即时编译器中存在指令重排序的优化。也就是说上面的第二步和第三步的顺序是不能保证的,最终的执行顺序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2。如果是后者,则在 3 执行完毕、2 未执行之前,被线程二抢占了,u003Cstrongu003E这时 instance 已经是非 了(但却没有初始化),所以线程二会直接返回 instance,然后使用,然后顺理成章地报错u003Cu002Fstrongu003E。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cu002Fblockquoteu003Eu003Cpu003E再稍微解释一下,就是说,由于有一个u003Cstrongu003E『instance已经不为但是仍没有完成初始化』u003Cu002Fstrongu003E的中间状态,而这个时候,如果有其他线程刚好运行到第一层u003Ccodeu003Eif (instance == )u003Cu002Fcodeu003E这里,这里读取到的instance已经不为了,所以就直接把这个中间状态的instance拿去用了,就会产生问题。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这里的关键在于——u003Cstrongu003E线程T1对instance的写操作没有完成,线程T2就执行了读操作u003Cu002Fstrongu003E。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003E3.4 终极版本:volatileu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E对于Version3中可能出现的问题(当然这种概率已经非常小了,但毕竟还是有的嘛~),解决方案是:只需要给instance的声明加上u003Ccodeu003Evolatileu003Cu002Fcodeu003E关键字即可,Version4版本:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002F Version 4u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublicu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eclassu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingle4u003Cu002Fstrongu003E{u003Cbru003Eprivate static volatile Single4 instance;u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eprivateu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingle4u003Cu002Fstrongu003E {}u003Cbru003Epublic static Single4 getInstance {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Esynchronized (Single4.class) {u003Cbru003Eif (instance == ) {u003Cbru003Einstance = new Single4;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cbru003Ereturn instance;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003Eu003Ccodeu003Evolatileu003Cu002Fcodeu003E关键字的一个作用是禁止u003Ccodeu003E指令重排u003Cu002Fcodeu003E,把instance声明为u003Ccodeu003Evolatileu003Cu002Fcodeu003E之后,对它的写操作就会有一个u003Ccodeu003E内存屏障u003Cu002Fcodeu003E(什么是内存屏障?),这样,在它的赋值完成之前,就不用会调用读操作。u003Cu002Fpu003Eu003Cblockquoteu003Eu003Cpu003E注意:volatile阻止的不u003Cemu003Esingleton = new Singletonu003Cu002Femu003E这句话内部[1-2-3]的指令重排,而是保证了在一个写操作([1-2-3])完成之前,不会调用读操作(u003Ccodeu003Eif (instance == )u003Cu002Fcodeu003E)。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fblockquoteu003Eu003Cpu003E也就彻底防止了Version3中的问题发生。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E好了,现在彻底没什么问题了吧?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E好了,别u003Ci class=”chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-1″u003E紧张u003Cu002Fiu003E,的确没问题了。大名鼎鼎的EventBus中,其入口方法u003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003EEventBus.getDefaultu003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fcodeu003E就是用这种方法来实现的。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E不过,非要挑点刺的话还是能挑出来的,就是这个写法有些复杂了,不够优雅、简洁。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E(傲娇脸)(  ̄ー ̄)u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch1 toutiao-origin=”h1″u003E4. 饿汉式单例u003Cu002Fh1u003Eu003Cpu003E下面再聊了解一下饿汉式的单例。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E如上所说,u003Ccodeu003E饿汉式u003Cu002Fcodeu003E单例是指:指全局的单例实例在类装载时构建的实现方式。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E由于类装载的过程是由类加载器(ClassLoader)来执行的,这个过程也是由JVM来保证同步的,所以这种方式先天就有一个优势——能够免疫许多由多线程引起的问题。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003E4.1 饿汉式单例的实现方式u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003Eu003Ccodeu003E饿汉式u003Cu002Fcodeu003E单例的实现如下:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F饿汉式实现u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublicu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eclassu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingleBu003Cu002Fstrongu003E{u003Cbru003Eprivate static final SingleB INSTANCE = new SingleB;u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eprivateu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingleBu003Cu002Fstrongu003E {}u003Cbru003Epublic static SingleB getInstance {u003Cbru003Ereturn INSTANCE;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E对于一个饿汉式单例的写法来说,它基本上是完美的了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E所以它的缺点也就只是饿汉式单例本身的缺点所在了——由于INSTANCE的初始化是在类加载时进行的,而类的加载是由ClassLoader来做的,所以开发者本来对于它初始化的时机就很难去准确把握:u003Cu002Fpu003Eu003Colu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003E可能由于初始化的太早,造成资源的浪费u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003E如果初始化本身依赖于一些其他数据,那么也就很难保证其他数据会在它初始化之前准备好。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cu002Folu003Eu003Cpu003E当然,如果所需的单例占用的资源很少,并且也不依赖于其他数据,那么这种实现方式也是很好的。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h3″u003E知识点:什么时候是类装载时?u003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E前面提到了单例在u003Cstrongu003E类装载时u003Cu002Fstrongu003E被实例化,那究竟什么时候才是『类装载时』呢?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E不严格的说,大致有这么几个条件会触发一个类被加载:u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E1. new一个对象时u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E2. 使用反射创建它的实例时u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E3. 子类被加载时,如果父类还没被加载,就先加载父类u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E4. jvm启动时执行的主类会首先被加载u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E(类在什么时候加载和初始化?)u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch1 toutiao-origin=”h1″u003E5. 一些其他的实现方式u003Cu002Fh1u003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003E5.1 Effective Java 1 —— 静态内部类u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E《Effective Java》一书的第一版中推荐了一个中写法:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F Effective Java 第一版推荐写法u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublicu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eclassu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingletonu003Cu002Fstrongu003E{u003Cbru003Eprivate staticu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eclassu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingletonHolderu003Cu002Fstrongu003E{u003Cbru003Eprivate static final Singleton INSTANCE = new Singleton;u003Cbru003E}u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Eprivateu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003ESingletonu003Cu002Fstrongu003E{}u003Cbru003Epublic static final Singleton getInstance {u003Cbru003Ereturn SingletonHolder.INSTANCE;u003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E这种写法非常巧妙:u003Cu002Fpu003Eu003Culu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003E对于内部类SingletonHolder,它是一个饿汉式的单例实现,在SingletonHolder初始化的时候会由ClassLoader来保证同步,使INSTANCE是一个真·单例。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cliu003Eu003Cpu003E同时,由于SingletonHolder是一个内部类,只在外部类的Singleton的getInstance中被使用,所以它被加载的时机也就是在getInstance方法第一次被调用的时候。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fliu003Eu003Cu002Fulu003Eu003Cpu003E——u003Cstrongu003E它利用了ClassLoader来保证了同步,同时又能让开发者控制类加载的时机。u003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrongu003E从内部看是一个饿汉式的单例,但是从外部看来,又的确是懒汉式的实现u003Cu002Fstrongu003E。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E简直是神乎其技。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch2 toutiao-origin=”h2″u003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003E5.2 Effective Java 2 —— 枚举u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fh2u003Eu003Cpu003E你以为到这就算完了?不,并没有,因为厉害的大神又发现了其他的方法。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E《Effective Java》的作者在这本书的第二版又推荐了另外一种方法,来直接看代码:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Ccodeu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F Effective Java 第二版推荐写法u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003Epublic enum SingleInstance {u003Cbru003EINSTANCE;u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Epublicu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Evoidu003Cu002Fstrongu003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span”u003Efun1u003Cu002Fstrongu003E {u003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F do somethingu003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003E}u003Cbru003E}u003Cbru003Eu003Cbru003Eu003Cstrong toutiao-origin=”span” class=”highlight-text”u003Eu002Fu002F 使用u003Cu002Fstrongu003Eu003Cbru003ESingleInstance.INSTANCE.fun1;u003Cu002Fcodeu003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E看到了么?这是一个枚举类型……连class都不用了,极简。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E由于创建枚举实例的过程是线程安全的,所以这种写法也没有同步的问题。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E作者对这个方法的评价:u003Cu002Fpu003Eu003Cblockquoteu003Eu003Cpu003E这种写法在功能上与共有域方法相近,但是它更简洁,无偿地提供了序列化机制,绝对防止对此实例化,即使是在面对复杂的序列化或者反射攻击的时候。虽然这中方法还没有广泛采用,但是单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fblockquoteu003Eu003Cpu003E枚举单例这种方法问世一些,许多分析文章都称它是实现单例的最完美方法——写法超级简单,而且又能解决大部分的问题。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E不过我个人认为这种方法虽然很优秀,但是它仍然不是完美的——比如,在需要继承的场景,它就不适用了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Ch1 toutiao-origin=”h1″u003E6. 总结u003Cu002Fh1u003Eu003Cpu003EOK,看到这里,你还会觉得单例模式是最简单的设计模式了么?再回头看一下你之前代码中的单例实现,觉得是无懈可击的么?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E可能我们在实际的开发中,对单例的实现并没有那么严格的要求。比如,我如果能保证所有的getInstance都是在一个线程的话,那其实第一种最简单的教科书方式就够用了。再比如,有时候,我的单例变成了多例也可能对程序没什么太大影响……u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E早点解决问题,就能早点回家吃饭……:-Du003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E—— 还有,完美的方案是不存在,任何方式都会有一个『度』的问题。比如,你的觉得代码已经无懈可击了,但是因为你用的是JAVA语言,可能ClassLoader有些BUG啊……你的代码谁运行在JVM上的,可能JVM本身有BUG啊……你的代码运行在手机上,可能手机系统有问题啊……你生活在这个宇宙里,可能宇宙本身有些BUG啊……o(╯□╰)ou003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E所以,尽力做到能做到的最好就行了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E—— 感谢你花费了不少时间看到这里,但愿你没有觉得虚度。u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Eu003Cbru003Eu003Cdivu003Eu003Cp class=”pgc-end-source”u003E【END】u003Cu002Fpu003Eu003Cdivu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cdivu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cu002Fpreu003E”

原文始发于:我们再来聊一聊 Java 的单例吧

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