从单例谈double-check必要性，多种单例各取所需.doc

【单例模式】是软件设计模式中非常基础且常用的一种，它的主要目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式分为多种实现方式，包括【饿汉式】和【懒汉式】，每种方式都有其适用场景和优缺点。 1. **饿汉式**单例： - 饿汉式单例在类加载时就完成了实例化，无论类是否被使用，都会立即创建对象，因此是线程安全的。在Java中，常量的初始化是在类加载时完成的，所以饿汉式单例可以保证在多线程环境下的安全性。 - 代码示例： ```java public class SingleFactory { private static final Person person = new Person(); private SingleFactory() {} public static Person getInstance() { return person; } } ``` - 饿汉式优点：线程安全，无同步开销，效率高，但可能导致资源浪费，因为即使未使用，对象也会被创建。 2. **变形的饿汉式**： - 将实例化过程放在静态代码块中，效果与直接实例化常量相同，都是在类加载时完成初始化。 - 代码示例： ```java public class SingleFactory { private static Person person; static { person = new Person(); } private SingleFactory() {} public static Person getInstance() { return person; } } ``` - 这种方式依然线程安全，但在JVM启动时延迟了常量的初始化时间，但整体效果与原始饿汉式相似。 3. **懒汉式**单例： - 懒汉式单例在第一次调用`getInstance`方法时才进行实例化，延迟了对象的创建，节省了内存，但可能影响多线程环境下的安全性。 - 代码示例（非线程安全）： ```java public class SingleFactory { private static Person person = null; private SingleFactory() {} public static Person getInstance() { if(person == null) { synchronized(SingleFactory.class) { if(person == null) { person = new Person(); } } } return person; } } ``` - 懒汉式分为线程不安全和线程安全两种，线程不安全的懒汉式在多线程环境下可能导致多个实例的创建。为解决此问题，通常会使用双重检查锁定（Double-Check Locking），在上述代码中添加了同步机制，保证了线程安全。 4. **双检锁/双重检查锁定（DCL）**： - 在懒汉式的基础上，通过两次检查`person`是否为null来减少不必要的同步开销，提高性能。首次检查是为了避免不必要的同步，第二次检查是在同步块中进行，以确保只有一个线程能创建实例。 - DCL实现懒汉式单例在Java中需要考虑volatile关键字，以确保多线程环境下变量的可见性和有序性。 5. **静态内部类单例**： - 利用Java类加载机制保证单例的唯一性，同时避免了同步开销，兼顾了延迟初始化和线程安全。 - 代码示例： ```java public class SingleFactory { private static class SingletonHolder { private static final Person person = new Person(); } private SingleFactory() {} public static Person getInstance() { return SingletonHolder.person; } } ``` - 当外部类首次被加载时，内部类并不会被加载，直到`getInstance`方法被调用，此时内部类才会被加载并创建实例。 6. **枚举单例**： - 使用Java枚举类型实现单例，既简单又线程安全，还能防止反序列化重新创建实例。 - 代码示例： ```java public enum SingleFactory { INSTANCE; public Person getInstance() { return new Person(); } } ``` 总结来说，选择哪种单例模式取决于项目的需求，如是否需要延迟初始化、是否考虑线程安全、以及性能和简洁性的平衡。对于性能敏感的系统，可能需要更精细地权衡各种实现方式的优缺点。在实际开发中，根据具体场景选择合适的单例模式是至关重要的。