Java单实例的最佳写法

前言：
代码简洁与性能高效无法两全其美，本文章专注于大并发程序的性能，如果您追求代码简洁，本文章可能不太适合，因为本文章主要讨论如何写出在高并发下也能运行很好的代码。

并文章属于Java并发编程实战中例子。但结合实际场景进行了阐述。

通常，我们如果写一个单实例模式的对象，一般会这样写：

写法一：

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    /**
     * 防止其他人new对象
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("init");
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}  

　

这种方式叫饥饿式单实例，意思是说，不管你用不用这个类的方法，我都把这个类需要的一切资源都分配好。但这样写有一个问题，就是如果这类需要的资源比较多，在系统启动的时候，就会很慢。

因此要求有懒汉式单实例，于是就出现了第二中写法，

写法二：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    /**
     * 防止其他人new对象
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("init");
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}  

 

这种方式叫懒汉式单实例，即通常所说的延迟加载。这样，在系统启动的时候，不会加载类所需要的各种资源，只有真正使用的时候才去加载各种资源。

但这种方法马上就可以看出问题，因为在多线程情况下，可能会导致重复初始化的问题（不明白这个道理，那您需要补充一下同步及多线程知识了）。于是有了改进版，即目前网上比较流行的写法。

写法三：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    /**
     * 防止其他人new对象
     */
    private Singleton(){
        System.out.println("init");
    }
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}  

 

加上关键字synchronized，可以保证只有一个线程在执行这个方法。这个方法至此应该说是比较完美的了，但是，专家不这么认为，在高并发多线程的访问系统中，synchronized关键字会让程序的吞吐量急剧下降，因此，在高并发系统中，应该尽量避免使用synchronized锁。

但这并不能难住我们聪明的软件工程师，有人便写出了双重锁的程序。方法如下：

写法四：

这样，通常获得单实例引用是没有锁的，只有第一次初始化时才会加锁，而且如果多个线程进入临界区区后，理论上只有第一个进入临界区的线程才会初始化对象，之后进入临界区的线程因为之前的线程已经初始化，就不会再次进行初始化。

但专家怎么说呢？这个代码有问题。首先，这个程序对同步的应用很到位，即当进入synchronied区，只有一个线程在访问Singleton类。但却忽略了变量的可见性。因为在没有同步的保护下，instance的值在多个线程中可能都是空的，因为即便第一个线程对类进行了初始化，并把类的引用赋值给了instance变量，但也不能保证instance变量的值对其他线程是可见的，因为变量instance没有采用同步的机制。

在java5之后，可以在instance前面添加volatile关键字来解决这个问题，但是这种双重锁的方式已经不建议使用。

那么，看看大师推荐的写法吧，见 Java Concurrency In Practice的List 16.6代码：

写法五：

综上各种写法，发现写法一虽然在启动时会让系统启动的慢一些，但却不失为一种高效的写法，当然，如果确实对系统启动时的速度要求高的话，则应该考虑写法五了。

 

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关于我：邯郸人，擅长Java，Javascript，Extjs，oracle sql。

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