java单例模式实现的方法是什么

这篇文章主要讲解了“java单例模式实现的方法是什么”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“java单例模式实现的方法是什么”吧！

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许多人都了解，单例的创建大致可以分为两种：

  • 饱汉型

  • 饿汉型

所谓饿汉型，就是单例的对象，我上来就先创建好了，什么时候用直接拿就好了。例如这样的方式：

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

这样的实现方式没有任何问题。问题出在哪呢？

有些时候，要实现Singleton的对象比较大，或者创建比较耗资源，耗时等，我们希望能在需要的时候再初始化，而不放在class 加载的时候，也就是实现所谓的lazy load。

这个时候问题就来了，这种所谓的饱汉型要怎么写呢？

你可能见到过这种形式的实现

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

这样的实现，有问题么？是不是感觉棒棒的？

在单线程的环境中跑的话，这样也是可以保证只返回一个instance的。

问题出在多线程环境下执行。

多个线程执行时，极有可能两个线程同时执行到判断是否为null的情况，又同时创建了实例出来。为了解决多线程的问题，你毫不犹豫的给方法加上了synchronized，兵不血刃的解决了问题。

问题又来了！

当这个方法使用很频繁的时候，synchronized带来的互斥效果，导致每次只能一个线程执行，效率很低。

此时，一个聪明的想法浮现在脑海(当然，可能是查资料，网上浏览了解到的)。使用双重锁检查（Double lock checking）来提高效率，实现起来是这个样子：

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

我们的方法并不是互斥的，只有在instance为空时才会加锁检查。看似无懈可击！

这个时候有一个问题，是看似普通的new XXX这种操作，其本质上和i++

这种操作一样，并不是一个原子操作。例如，我们下面这几行代码：

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); //普通的实例化一个对象
   }
}

大致包含的步骤有：

  1. 创建对象

  2. 初始化对象的各个域，为其赋值

  3. 将对象指向其引用

但是，对于这些指令的执行，却并不一定是按照这个顺序执行，为了执行效率，这些指令会被优化，指令被重新排序。极有可能对象被创建后即指向了其引用，但各个域并没有初始化，如果此时被使用，那拿到的就是一个构造不完整的对象。(可以参考Java并发编程实战了解对象逃逸)

为了使代码不被优化影响，Java 5在修订了Java内存模型（JMM）之后，可以使用volatile声明，不允许指令重排序。

volatile关键字同时保证了内存的有序性和可见性，保证程序可以按照预期执行。所以，要实现一个正确无误的DCL单例，需要同时把singleton对象声明为

volatile，这一定很重要。

如果不使用DCL，我们还有其它方式实现延迟初始化。例如下面这种内部类的形式，也是比较常用的。

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

由于内部类只有在使用时才会初始化，所以保证了单例的延迟初始化。

了解了以上这些后，我们来看Tomcat中的单例，是如何使用的。

首先我们来看看Tomcat中对于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;
}

上面的代码是关于jsp对应的Servlet获取时对应的代码，其中对于DCL的使用主要用于判断jsp文件对应的class是否需要重新加载。(jsp文件工作原理前面文章介绍过，感兴趣的朋友可以看JSP文件修改实时生效的秘密)

单例的使用，Tomcat中的方式很简单，

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;
}

我们看到和前面第一次提到的饱汉型一样，没有使用DCL，也没加

synchronized，这是因为在Tomcat中对于此处ApplicationFactory的使用，只有在StandardWrapperValve启动才会触发其初始化，并不会涉及到多线程环境的使用，所以可以放心使用这种方式。

看到这里的朋友，其实单例还有一种实现方式，是Effective Java的作者推荐使用的，使用起来更简单，只需要一个枚举项的enum即可，之后可以包含其对应的各个方法：

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

而我们使用的时候，直接这样使用即可：

Singleton.INSTANCE.test();

感谢各位的阅读，以上就是“java单例模式实现的方法是什么”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对java单例模式实现的方法是什么这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是创新互联，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！

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