在Java中实现单例设计模式的有效方法是什么?


当前回答

我对一些答案感到困惑,这些答案建议依赖注入(DI)作为使用单态的替代方案;这些都是不相关的概念。您可以使用DI注入单例或非单例(例如,每个线程)实例。至少如果您使用Spring2.x,这是正确的,我不能为其他DI框架说话。

所以我对OP的回答是(除了最简单的示例代码之外):

使用类似Spring framework的DI框架,然后将其作为DI配置的一部分,无论依赖项是单体的、请求范围的、会话范围的还是其他。

这种方法为您提供了一个很好的解耦(因此是灵活和可测试的)架构,其中是否使用单例是一个容易可逆的实现细节(当然,前提是您使用的任何单例都是线程安全的)。

其他回答

枚举单例

实现线程安全的单例的最简单方法是使用Enum:

public enum SingletonEnum {
  INSTANCE;
  public void doSomething(){
    System.out.println("This is a singleton");
  }
}

自从在Java 1.5中引入Enum以来,此代码一直有效

双重检查锁定

如果你想编写一个在多线程环境中工作的“经典”单例(从Java1.5开始),你应该使用这个。

public class Singleton {

  private static volatile Singleton instance = null;

  private Singleton() {
  }

  public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized (Singleton.class){
        if (instance == null) {
          instance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return instance;
  }
}

这在1.5之前不是线程安全的,因为volatile关键字的实现不同。

早期加载单例(甚至在Java1.5之前就可以使用)

这个实现在加载类时实例化单例,并提供线程安全性。

public class Singleton {

  private static final Singleton instance = new Singleton();

  private Singleton() {
  }

  public static Singleton getInstance() {
    return instance;
  }

  public void doSomething(){
    System.out.println("This is a singleton");
  }

}

有时简单的“static Foo=new Foo();”是不够的。想想你想做的一些基本数据插入。

另一方面,您必须同步任何实例化单例变量的方法。同步本身并不坏,但它可能会导致性能问题或锁定(在非常罕见的情况下,使用本示例。解决方案是

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    static {
          instance = new Singleton();
          // do some of your instantiation stuff here
    }

    private Singleton() {
          if(instance!=null) {
                  throw new ErrorYouWant("Singleton double-instantiation, should never happen!");
          }
    }

    public static getSingleton() {
          return instance;
    }

}

现在会发生什么?类通过类加载器加载。在从字节数组解释类之后,VM立即执行静态{}-块。这就是全部秘密:静态块只被调用一次,即这个单类加载器加载给定包的给定类(名称)的时间。

Java 5+中的线程安全:

class Foo {
    private static volatile Bar bar = null;
    public static Bar getBar() {
        if (bar == null) {
            synchronized(Foo.class) {
                if (bar == null)
                    bar = new Bar();
            }
        }
        return bar;
    }
}

注意此处的挥发性修饰语。:)这很重要,因为如果没有它,JMM(Java内存模型)就不能保证其他线程看到其值的更改。同步不会处理这一点——它只序列化对该代码块的访问。

@Bno的回答详细介绍了Bill Pugh(FindBugs)推荐的方法,并且可以更好地进行论证。去阅读并投票支持他的答案。

public class Singleton {

    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton() {
        if (INSTANCE != null)
            throw new IllegalStateException(“Already instantiated...”);
        }


    public synchronized static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

}

由于我们在getInstance之前添加了Synchronized关键字,因此在两个线程同时调用getInstance的情况下,我们避免了竞争条件。

对于JSE 5.0及以上版本,采用Enum方法。否则,使用静态单例持有者方法(Bill Pugh描述的一种延迟加载方法)。后一种解决方案也是线程安全的,不需要特殊的语言构造(即易失性或同步)。