大家對于java語言已經(jīng)不陌生，單例對于java來說也是必不可少的，單例帶來了兩大好處：

1.由于new操作的次數(shù)減少，因而對系統(tǒng)內(nèi)存的使用頻率也會降低，這將減輕GC壓力，縮短GC停頓時(shí)間。

2.對于頻繁使用的對象，可以省略創(chuàng)建對象所花費(fèi)的時(shí)間，這對于那些重量級的對象而言，是非常可觀的一筆系統(tǒng)開銷。

所以對于系統(tǒng)的關(guān)鍵組件和被頻繁操作的對象，使用單例模式便可以有效地改善系統(tǒng)性能。

單例的參與者非常簡單，只有單例類和使用者兩個(gè);

下面介紹單例設(shè)計(jì)模式在java代碼的具體實(shí)現(xiàn)：

單例模式的核心在于通過一個(gè)接口返回唯一的對象實(shí)例，一個(gè)簡單的單例實(shí)現(xiàn)如下：

public class Singleton {
    private  Singleton() {
        System.out.println("Singleton  is  create"); // 創(chuàng)建單例的過程可能會比較慢
    }
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

注意代碼的藍(lán)色部分，首先單例類必須要有一個(gè)private訪問級別的構(gòu)造函數(shù)，只有這樣，才能確保單例不會在系統(tǒng)中的其他代碼內(nèi)被實(shí)例化，這點(diǎn)是相當(dāng)重要的;其次，instance成員和getInstance()方法必須是static的。

這種單例的實(shí)現(xiàn)方式非常簡單，而且十分可靠，它唯一的不足僅是無法對instance實(shí)例做延遲加載，假如單例的創(chuàng)建過程很慢，而由于instance成員變量是static定義的，因此在JVM加載單例類時(shí)，單例對象就會被建立，如果此時(shí)，這個(gè)單例類在系統(tǒng)中還扮演其他角色，那么在任何使用這個(gè)單例類的地方都會初始化這個(gè)單例變量，根本就不會管是否被用到。比如單例String工廠，用于創(chuàng)建一些字符串(該類既用于創(chuàng)建單例Singleton，又用于創(chuàng)建String對象)。

public class Singleton {
    private Singleton() {
        System.out.println("Singleton  is  create"); // 創(chuàng)建單例的過程可能會比較慢
    } 
    private static Singleton instance = new Singleton(); 
    private static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }     
    public static void CreateString(){       //這是模擬單例類扮演其他角色
        System.out.println("createString in Singleton");
    }
}

上面代碼的意思就是，假如單例類里面有g(shù)etInstance以外的其它靜態(tài)方法，跟單例沒啥關(guān)系的方法，如果使用了Singleton.CreateString()這種調(diào)用，就會自動創(chuàng)建Singleton這個(gè)類實(shí)例(雖然private構(gòu)造已經(jīng)防止了你人為去new這個(gè)單例)，這是開發(fā)人員不愿看到的，我運(yùn)行下面代碼(此代碼調(diào)用了上面代碼的createString()方法)進(jìn)行展示：

那么在這個(gè)單例基礎(chǔ)上進(jìn)行延遲加載改良：

public class Singleton {
    private Singleton() {
        System.out.println("LazySingleton  is  create"); // 創(chuàng)建單例的過程可能會比較慢
    }
    private static Singleton instance = null;
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null)
            instance = new Singleton();
        return instance;
    }
}

此時(shí)再調(diào)用同樣的測試方法：

解決了這個(gè)問題。

顯而易見，這次改良主要是從JVM加載類的原理上進(jìn)行改良的，上面的代碼在初始化類的時(shí)候給instance賦予null,確保系統(tǒng)啟動的時(shí)候沒有額外的負(fù)載，其次，在getInstance方法中加入判斷單例是否存在，不存在才new。但是getInstance()方法必須是同步的，

否則多線程環(huán)境下，可能線程1正在創(chuàng)建單例時(shí)，線程2判斷單例instance為空，就會創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例。

但是上面的寫法，存在性能問題，在多線程下，它的耗時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一種單例。以下代碼就說明了此問題：

@Override
        public void run(){
            for (int i = 0; i < 100000; i++)
                Singleton.getInstance();
                System.out.println("spend:" (System.currentTimeMillis()-begintime));
        }

開啟五個(gè)線程同時(shí)完成以上代碼的運(yùn)行，使用第一種單例耗時(shí)0ms，而使用第二種單例耗時(shí)390ms，性能至少相差兩個(gè)數(shù)量級。

為了線程安全使用了同步關(guān)鍵字反而降低了系統(tǒng)性能，為了解決這個(gè)問題，繼續(xù)改進(jìn)：

public class Singleton {
    private Singleton() {
        System.out.println("LazySingleton  is  create"); // 創(chuàng)建單例的過程可能會比較慢
    }
    public static class SingletonHolder {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

沒錯(cuò)，這就是現(xiàn)在最完整的單例寫法，內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)單例，除了effctive java中闡述的枚舉單例實(shí)現(xiàn)，這種方法是目前最好的實(shí)現(xiàn)方式。

在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，用內(nèi)部類來保護(hù)單例，當(dāng)Singleton類被加載時(shí)，內(nèi)部類不會被初始化，所以可以確保Singleton類被載入JVM時(shí)，不會初始化單例類，當(dāng)getInstance方法被調(diào)用時(shí)，才會加載SingleHolder，從而初始化instance，同時(shí)，由于實(shí)例的建立是在類加載時(shí)完成的，故天生對多線程友好，getInstance()方法也不需要使用synchronized修飾，因此，這種實(shí)現(xiàn)能兼顧前兩種寫法的優(yōu)點(diǎn)(延遲加載，非同步)。

最后，在極端情況下，序列化和反序列化可能會破壞單例，一般來說不多見，如果存在就要多加注意，此時(shí)可以加入以下代碼：

private Object readResolve() {
        return instance;
    }

以上就是動力節(jié)點(diǎn)小編介紹的"單例設(shè)計(jì)模式的幾種實(shí)現(xiàn)方式"，希望對大家有幫助，想了解更多可查看Java設(shè)計(jì)模式。動力節(jié)點(diǎn)在線學(xué)習(xí)教程，針對沒有任何Java基礎(chǔ)的讀者學(xué)習(xí),讓你從入門到精通,主要介紹了一些Java基礎(chǔ)的核心知識，讓同學(xué)們更好更方便的學(xué)習(xí)和了解Java編程，感興趣的同學(xué)可以關(guān)注一下。