序言
在23种设计模式中，单例是最简单的设计模式，但是也是很常用的设计模式。从单例的五种实现方式中我们可以看到程序员对性能的不懈追求。下面我将分析单例的五种实现方式的优缺点，并对其在多线程环境下的性能进行测试。
实现
单例模式适用于资源占用较多的类，保证一个类只有一个实例即单例。通用的做法就是构造器私有化，提供一个全局的访问点，返回类的实例。
uml图：
1.饿汉式
代码实现：
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package com.zgh.gof23.singleton;/** * 饿汉式 * @author yuelin * */public class SingleDemo { private static SingleDemo instance = new SingleDemo(); //私有化构造器 private SingleDemo() { //防止其他通过反射调用构造方法，破解单例 if (instance != null) { throw new RuntimeException(); } } //对外提供统一的访问点 public static SingleDemo getInstance() { return instance; }} |
优点
1.实例的初始化由JVM装载类的时候进行，保证了线程的安全性
2.实现简单方便
3.实例的访问效率高
缺点
1.不能实现懒加载，如果不调用getInstance(),那么这个类就白白的占据内存，资源的利用率不高
注意
1.防止通过反射调用构造方法破解单例模式。
2.防止通过反序列产生新的对象。
2.懒汉式
代码实现：
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package com.zgh.gof23.singleton;/** * 懒汉式实现单例 * * @author zhuguohui * */public class SingleDemo2 { // 此处并不初始化实例 private static SingleDemo2 instance; private SingleDemo2() { if (instance != null) { throw new RuntimeException(); } } /** * 当调用此方法的时候才初始化实例， 为了实现线程安全，需要使用同步方法 * * @return */ public static synchronized SingleDemo2 getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingleDemo2(); } return instance; }} |
优点
1.只有使用这个类的时候才初始化实例，优化了资源利用率
缺点
1.为了实现线程安全，使用了同步方法获取，增加了访问的开销
注意
1.防止通过反射调用构造方法破解单例模式。
2.防止通过反序列产生新的对象。
3.双重检查
代码实现：
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package com.zgh.gof23.singleton;/** * 双重检查 * * @author zhuguohui * */public class SingleDemo3 { private static SingleDemo3 instance; private SingleDemo3() { if (instance != null) { throw new RuntimeException(); } } public static SingleDemo3 getInstance() { //第一重检查，提高效率 if (instance == null) { synchronized (SingleDemo3.class) { //第二重检查保证线程安全 if (instance == null) { instance = new SingleDemo3(); } } } return instance; }} |
优点
1.实现懒加载
2.通过缩小同步区域和第一次检查提高访问效率
缺点
1.为了实现线程安全，使用了同步方法获取，增加了访问的开销
注意
1.防止通过反射调用构造方法破解单例模式。
2.防止通过反序列产生新的对象。
4.静态内部类
代码实现：
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/** * 静态内部类实现单例 * * @author zhuguohui * */public class SingleDemo4 { private static SingleDemo4 instance; private static class SingleDemo4Holder { private static final SingleDemo4 instance = new SingleDemo4(); } private SingleDemo4() { if (instance != null) { throw new RuntimeException(); } } /** * 调用这个方法的时候，JVM才加载静态内部类，才初始化静态内部类的类变量。由于由JVM初始化，保证了线程安全性， * 同时又实现了懒加载 * @return */ public static SingleDemo4 getInstance() { return SingleDemo4Holder.instance; }} |
优点
1.即实现了线程安全，又实现了懒加载
缺点
2.实现稍显复杂
5.枚举实现
代码实现：
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/** * 枚举实现单例 * 枚举由JVM实现其的单例性 * @author zhuguohui * */public enum SingleDemo5 { INSTANCE;} |
优点
1.实现简单
2.线程安全
3.天热对反射和反序列化漏洞免疫（由JVM提供）
缺点
2.不能实现懒加载
注意
1.防止通过反射调用构造方法破解单例模式。
2.防止通过反序列产生新的对象。
测试
源码
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public class APP { public static void main(String[] args) { int threadCount = 100; long start = System.currentTimeMillis(); final CountLock lock = new CountLock(threadCount); for (int i = 0; i < threadCount; i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int j = 0; j < 10000000; j++) { //通过更换此处，来测试不同单例实现方式在多线程环境下的性能 SingleDemo5 demo = SingleDemo5.INSTANCE; } lock.finish(); } }).start(); } //等待所有线程执行完 lock.waitForWrok(); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("总共耗时" + (end - start)); }} |
为了统计所以线程执行完需要的时间，我写了一个工具类
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package com.zgh.gof23.singleton;public class CountLock { //线程的总数量 private int count; public CountLock(int count) { this.count = count; } /** * 当一个线程完成任务以后，调用一次这个方法 */ public synchronized void finish() { count--; if (count == 0) { notifyAll(); } } /** * 需要等待其他线程执行完的线程，调用此方法。 */ public synchronized void waitForWrok() { while (count > 0) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }} |
结果
五种单例实现方式，在100个线程下，每个线程访问1千万次实例的用时.
| Tables | 实现方式 | 用时(毫秒) |
|---|---|---|
| 1 | 饿汉式 | 13 |
| 2 | 懒汉式 | 10778 |
| 3 | 双重检查 | 15 |
| 4 | 静态内部类 | 14 |
| 5 | 枚举 | 12 |
(*注意:由于不同电脑之间的性能差异，测试的结果可能不同)
总结
如果需要懒加载就使用静态内部类方式，如果不需要就使用枚举方式。
感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！
原文链接：http://blog.csdn.net/qq_22706515/article/details/74202814
