饿汉式
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr01.png)
特点
- 类加载到内存后,就会生成一个对象单例
优点
- Class 只加载一次到内存,JVM 保证线程安全
- 简单实用
缺点
- 不管用到与否,类加载后都会实例化
懒汉式(线程不安全)
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr02.png)
特点
- 类加载到内存后,并不会立即生成一个对象单例
- 当需要使用 INSTANCE 时,才会调用 getInstance() ,无则新建,有则返回
优点
- 需要时才会实例化单例对象
缺点
- 多线程时产生线程不安全问题
Time | Thread A | Thread B |
---|---|---|
T1 | 检查到INSTANCE为空 | |
T2 | 检查到INSTANCE为空 | |
T3 | 初始化对象A | |
T4 | 返回对象A | |
T3 | 初始化对象B | |
T4 | 返回对象B |
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr02_main.png)
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr02_main_output.png)
懒汉式(线程安全)
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr03.png)
特点
- 对 getInstance() 做了同步处理
优点
- 线程安全
缺点
- synchronized 将导致性能开销
- 如果 getInstance() 被多个线程频繁的调用,将会导致程序执行性能的下降
错误的双重检查锁(double checked locking)
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr04.png)
错误
- 在线程执行到第 7 行代码读取到 INSTANCE 不为 null 时,INSTANCE 引用的对象有可能还没有完成初始化
第 10 行代码创建一个对象。这一行代码可以分解为如下的三行伪代码:
1 | memory = allocate(); // 1: 分配对象的内存空间 |
上面三行伪代码中的 2 和 3 之间,可能会被重排序(在一些 JIT 编译器上,这种重排序是真实发生的)。2 和 3 之间重排序之后的执行时序如下:
1 | memory = allocate(); // 1: 分配对象的内存空间 |
这个重排序在没有改变单线程程序的执行结果的前提下,可以提高程序的执行性能(利用到寄存器中已有的值就不用去内存读取),但是会破坏多线程的执行语义。
Time | Thread A | Thread B |
---|---|---|
T1 | 分配对象的内存空间 | |
T2 | 设置 INSTANCE 指向内存空间 | |
T3 | 判定 INSTANCE 是否为null | |
T4 | 线程 B 初次访问对象 | |
T3 | 初始化对象 | |
T4 | 线程A初次访问对象 |
当线程 A 和 B 按上图的时序执行时,B 线程将看到一个还没有被初始化的对象。
正确的双重检查锁(double checked locking)
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr05.png)
特点
- 当声明对象的引用为 volatile 后,重排序在多线程环境中将会被禁止
优点
- 如果第一次检查 instance 不为 null,那么就不需要执行下面的加锁和初始化操作。因此可以大幅降低 synchronized 带来的性能开销
- 保证线程安全的延迟初始化
静态内部类方式
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr06.png)
特点
- JVM 在类的初始化阶段(即在 Class 被加载后,且被线程使用之前),会执行类的初始化。在执行类的初始化期间,JVM 会去获取一个锁。这个锁可以同步多个线程对同一个类的初始化
优点
- 第一次加载 Mgr06 类时并不会初始化 INSTANCE 单例,只有第一次调用 getInstance 方法时 JVM 加载 Mgr06Holder 并初始化 INSTANCE,保证Singleton类的唯一性
- 确保线程安全
枚举单例
![](/2020/07/09/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E5%8D%95%E4%BE%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/Mgr07.png)
优点
- 简单,但是大部分应用开发很少用枚举,可读性并不是很高
- 防止反序列化(将一个单例实例对象写到磁盘再读回来,从而获得了一个实例)
- 线程安全的,并且在任何情况下都是单例