Java 23种设计模式 之单例模式 7种实现方式

摘要：一懒汉式线程不安全懒汉式线程不安全私有构造方法只允许在内部进行实例的创建创建实例二懒汉式线程安全懒汉式线程安全私有构造方法只允许在内部进行实例的创建创建实例线程安全三饿汉式线程安全饿汉式私有构造方法只允许在内部进行实例的创建静态初始化由保证

一、懒汉式（线程不安全）

package com.java.singleton;

//懒汉式 线程不安全
public class LazySingleton {

    //私有构造方法 只允许在内部进行实例的创建
    private LazySingleton() {
    }


    private static LazySingleton instance = null;

    //创建实例
    public static LazySingleton getInstance() {

        if (instance == null) {
            instance = new LazySingleton();
        }

        return instance;
    }
}

二、懒汉式（线程安全）

package com.java.singleton;

//懒汉式 线程安全
public class SynchronizedLazySingleton {

    //私有构造方法 只允许在内部进行实例的创建
    private SynchronizedLazySingleton() {
    }


    private static SynchronizedLazySingleton instance = null;

    //创建实例  线程安全
    public static synchronized SynchronizedLazySingleton getInstance() {

        if (instance == null) {
            instance = new SynchronizedLazySingleton();
        }

        return instance;
    }

}

三、饿汉式（线程安全）

package com.java.singleton;

//饿汉式
public class HungrySingleton {

    //私有构造方法 只允许在内部进行实例的创建
    private HungrySingleton() {
    }

    //静态初始化 由JVM保证线程安全
    private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    //创建实例
    public static HungrySingleton getInstance() {

        return instance;
    }

}

四、缓存实现（线程不安全）

package com.java.singleton;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

//线程不安全 缓存实现
public class CacheSingleton {

    //私有构造方法 只允许在内部进行实例的创建
    private CacheSingleton() {
    }

    //构造缓存容器
    private static Map map = new HashMap<>();

    //构造默认的存放key
    private static final String DEFAULT_KEY = "Cache";


    //创建实例
    public static CacheSingleton getInstance() {

        //先从缓存中取 没有就创建并放入缓存  有就返回
        CacheSingleton instance = (CacheSingleton) map.get(DEFAULT_KEY);

        if (instance == null) {

            instance = new CacheSingleton();
            map.put(DEFAULT_KEY, instance);
        }

        return instance;
    }

}

五、双重检查加锁（懒汉式 线程安全的进一步优化）

package com.java.singleton;


//双重检查加锁  懒汉式在方法上加synchronized的进一步优化
public class DoubleCheckedLockingSingleton {

    //私有构造方法 只允许在内部进行实例的创建
    private DoubleCheckedLockingSingleton() {
    }

    //volatile 修饰的变量不会被本地线程缓存 对该变量的读写直接作用于共享内存 类似于互斥锁
    private volatile static DoubleCheckedLockingSingleton instance = null;

    //创建实例
    public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() {

        if (instance == null) {

            synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) {

                if (instance == null) {
                    instance = new DoubleCheckedLockingSingleton();
                }
            }

        }

        return instance;
    }


}

六、 Lazy Initialization Holder Class实现单例

package com.java.singleton;


//静态内部类 Lazy Initialization Holder Class
public class LazyInitializationHolderClassSingleton {

    //私有构造方法 只允许在内部进行实例的创建
    private LazyInitializationHolderClassSingleton() {
    }

    /*
     * 静态成员式内部类 该内部类的实例对象与外部类的实例无绑定关系
     * 有且只有在LazyInitializationHolder被调用instance时 在会对对象实例进行装载
     * 从而实现延时加载
     */
    private static class LazyInitializationHolder {

        /*
         * 静态初始化器 由JVM保证线程安全
         *
         */
        private static LazyInitializationHolderClassSingleton instance = new LazyInitializationHolderClassSingleton();
    }


    //创建实例
    public static LazyInitializationHolderClassSingleton getInstance() {

        return LazyInitializationHolder.instance;
    }


}

七、枚举实现单例

package com.java.singleton;

public enum EnumSingleton {

    //枚举类的每个元素 都代表一个单例
    uniqueEnumSingleton;


    public  void method() {

        System.out.println("EnumSingleton"+uniqueEnumSingleton.hashCode());
    }

}

八、测试类

package com.java.singleton;

import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SingletonApplicationTests {

    @Test
    public void testCacheSingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            System.out.println("CacheSingleton	" + CacheSingleton.getInstance());
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }

    @Test
    public void testDoubleCheckedLockingSingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            System.out.println("DoubleCheckedLockingSingleton	" + DoubleCheckedLockingSingleton.getInstance());
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }

    @Test
    public void testEnumSingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            EnumSingleton.uniqueEnumSingleton.method();
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }


    @Test
    public void testHungrySingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            System.out.println("HungrySingleton	" + HungrySingleton.getInstance());
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }


    @Test
    public void testLazyInitializationHolderClassSingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            System.out.println("LazyInitializationHolderClassSingleton	" + LazyInitializationHolderClassSingleton.getInstance());
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }

    @Test
    public void testLazySingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            System.out.println("LazySingleton	" + LazySingleton.getInstance());
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }


    @Test
    public void testSynchronizedLazySingleton() {

        for (int i = 0; i < 3; i++) {

            System.out.println("SynchronizedLazySingleton	" + SynchronizedLazySingleton.getInstance());
        }
        System.out.println("-------------------------------------------------------------------
");
    }


}

九、测试结果