設計模式三單例模式（10分鐘深度搞定）

七、註冊式單例

單例模式是保證任何情況下，都僅有乙個例項，並提供全域性訪問的方法。

先上**

/**
* 餓漢式
*/public class singleton1 
public static singleton1 getinstance()
}

餓漢式的關鍵在於instance作為類變數直接得到初始化，該方法能夠百分之百的保證同步，也就是說instance在多執行緒下也不可能被例項化兩次，但是instance被classloader載入後可能很長時間才會被使用，那就意味著instance例項所開闢的空間的堆記憶體會駐留更久的時間。

如果乙個類中的成員屬性比較少，所占用的記憶體資源不多，餓漢式也未嘗不可。總結起來，餓漢式可以保證多執行緒下唯一的例項，getinstance效能也比較高，但是無法進行懶載入。

/**
* 懶漢式
*/public class singleton2 
public static singleton2 getinstance() 
return instance;}}

singleton2 的類變數instance = null，當singleton2.class被初始化的時候instance並不會被例項化，在getinstance方法中會判斷instance 例項是否被例項化，看起來沒什麼問題，但在多執行緒環境下,會導致instance可能被例項化多次。執行緒1判斷null == instance為true時,還沒有例項化instance，切換到了執行緒2執行，執行緒2判斷null == instance也為true。就會例項化多次。

// 解決執行緒安全問題，但是效率低
public synchronized static singleton2 getinstance2() 
return instance;
}

採用懶漢式 + 資料同步方式既滿足了懶載入又能百分之百保證instance例項的唯一性，但是synchronized 關鍵字天生的排他性導致了getinstance方法只能在同一時刻被乙個執行緒所訪問，效能低下。

// 解決執行緒安全問題，提公升效率
private static singleton2 instance = null;
private string msg;
/*** 私有化構造方法
*/private singleton2() 
public static singleton2 getinstance3() }}
return instance;
}

當兩個執行緒發現null == instance成立時，只有乙個執行緒有資格進入同步**塊，完成對instance的例項化，隨後的執行緒發現 null == instance 不成立則無須進行任何操作，以後對getinstance的訪問就不需要資料同步的保護了。

這種方式看起來那麼的完美，既滿足了懶載入，***instance例項的唯一性。double-check的方式提供了高效的資料同步策略，可以允許多個執行緒同時對getinstance進行訪問。但是這種方式有可能引起空指標異常，我們分析一下。

private volatile static  singleton2 instance = null;
private string msg;
/*** 私有化構造方法
*/private singleton2() 
public static singleton2 getinstance3() }}
return instance;
}

在instance前加上 volatile的關鍵字，則可以防止重排序的發生。但終歸加了synchronized,對效能依舊造成了影響。有沒有更好的方式呢？有！

public class singleton3 
/*** 私有化構造方法
*/private singleton3() 
public static final singleton3 getinstance() 
}

在singleton6中並沒有instance的靜態變數，而是將其放在靜態內部類holder類中，因此singleton3初始化過程中並不會建立singleton3的例項，holder類中定義了singleton3的靜態變數，並且直接進行了例項化，當holder被直接引用的時候則會建立singleton3的例項，該方法又是同步方法，保證了記憶體的可見性，jvm的順序性和原子性。holder方式是單例設計最好的設計之一。但是！依然優缺點。

public static void main(string args) throws exception

執行結果

顯然我們建立出來了兩個例項。破壞了我們的初衷。我們來優化一次，在構造方法做限制，一旦重複建立，我們就拋異常。

public class singleton3 
/*** 私有化構造方法
*/private singleton3() 
}public static final singleton3 getinstance() 
}

感覺上該單例已經完美了，然而還有可能被破壞。

實現序列化

public class singleton4 implements serializable 
/*** 私有化構造方法
*/private singleton4() 
}public static final singleton4 getinstance() 
}

測試**

singleton4 s1 = null;
singleton4 s2 = singleton4.getinstance();
fileoutputstream fos = new fileoutputstream("singleton4.obj");
objectoutputstream oos = new objectoutputstream(fos);
oos.writeobject(s2);
oos.flush();
oos.close();
fileinputstream fis = new fileinputstream("singleton4.obj");
objectinputstream ois = new objectinputstream(fis);
s1 = (singleton4) ois.readobject();
ois.close();
system.out.println(s1);
system.out.println(s2);
system.out.println(s1 == s2);

執行結果

顯然，單例又遭到破壞。如何解決呢？只需要新增readresolve方法即可。

public class singleton4 implements serializable 
/*** 私有化構造方法
*/private singleton4() 
}public static final singleton4 getinstance() 
private object readresolve()
}

再看執行效果

有興趣的同學可以檢視jdk的原始碼，發現實際上，這裡我們還是例項化了兩次，只不過第二次建立的物件沒有被返回而已。這樣也會造成記憶體的不必要浪費。

註冊時單例就是將每個例項登記到某個地方，使用唯一標識來獲取例項。

public enum singleton5  
public void setdata(object data) 
public static final singleton5 getinstance() 
}

驚喜的是，列舉類天生就防止反射破壞與序列化破壞，有興趣的同學，可以查閱jdk原始碼。

列舉類雖然寫法優雅，但是在類載入之時，就將所有物件初始化放在記憶體中，這其實與餓漢式無異。容器式則是將bean 放在concurrenthashmap中，詳細可參照spring ioc的實現，這裡就不多做敘述了。

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