JAVA面试单例(Singleton)的5种写法及优缺点

1. 只适合单线程环境(不好)

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package singleton;

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

注解:Singleton 的静态属性 instance 中,只有 instance 为 null 的时候才创建一个实例,构造函数私有,确保每次都只创建一个,避免重复创建。
缺点:只在单线程的情况下正常运行,在多线程的情况下,就会出问题。例如:当两个线程同时运行到判断 instance 是否为空的 if 语句,并且 instance 确实没有创建好时,那么两个线程都会创建一个实例。

2. 多线程的情况可以用。(懒汉式,不好)

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

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

注解:在解法一的基础上加上了同步锁,使得在多线程的情况下可以用。例如:当两个线程同时想创建实例,由于在一个时刻只有一个线程能得到同步锁,当第一个线程加上锁以后,第二个线程只能等待。第一个线程发现实例没有创建,创建之。第一个线程释放同步锁,第二个线程才可以加上同步锁,执行下面的代码。由于第一个线程已经创建了实例,所以第二个线程不需要创建实例。保证在多线程的环境下也只有一个实例。
缺点:每次通过 getInstance 方法得到 singleton 实例的时候都有一个试图去获取同步锁的过程。而众所周知,加锁是很耗时的。能避免则避免。

3.加同步锁时,前后两次判断实例是否存在(可行)

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

注解:只有当 instance 为 null 时,需要获取同步锁,创建一次实例。当实例被创建,则无需试图加锁。
缺点:用双重 if 判断,复杂,容易出错。

4.饿汉式(建议使用)

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

注解:初试化静态的 instance 创建一次。如果我们在 Singleton 类里面写一个静态的方法不需要创建实例,它仍然会早早的创建一次实例。而降低内存的使用率。

缺点:没有 lazy loading 的效果,从而降低内存的使用率。

5.静态内部内。(建议使用)

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public class Singleton {
private Singleton(){

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

注解:定义一个私有的内部类,在第一次用这个嵌套类时,会创建一个实例。而类型为 SingletonHolder 的类,只有在 Singleton.getInstance()中调用,由于私有的属性,他人无法使用 SingleHolder,不调用 Singleton.getInstance()就不会创建实例。
优点:达到了 lazy loading 的效果,即按需创建实例。