五种方法实现Java的Singleton单例模式

面试的时候经常会问到Java的单例模式，这道题能很好的考察候选人对知识点的理解程度。单例模式要求在系统运行时，只存在唯一的一个实例对象。

下面我们来详细剖析一下其中的关键知识点，并介绍五种实现方法，以及它们的优缺点。

一、最简单的方法是在类加载的时候初始化这个单独的实例。

首先，定义单例类（没有特别的，就是起个名字）：

public class Singleton{

其次，需要定义类变量将单例对象保存下来：

private static Singleton instance = new Singleton();

这里需要注意两点：

1. private：除了Singleton类内部，其它地方无法访问该变量；

2. static：确保是静态类变量，这样可以通过类名来访问，无须实例；

再次，需要显式定义构造函数，并将其设置为private，这样在Singleton类之外new的话编译器就会报错，即使是Singleton的子类也不行：

private Singleton() {}

最后，定义单例对象的获取方法，

public static Singleton getInstance() {
    return instance;
}

 

同样需要注意：

1. public：这样外部才能调用；

2. static：这样外部才能通过类名来访问，否则获取不到单例对象；

二、使用懒加载。在方法一的基础上，我们需要修改几处代码：

首先，静态类变量应该初始化为NULL：

private static Singleton instance = NULL;

其次，getInstance()方法需要承担生成实例的任务：

public static Singleton getInstance() {
    if(instance == NULL)
        instance = new Singleton();
    return instance;
}

三、考虑多线程的问题。方法二在多线程情况下仍然有可能产生多个实例，我们需要使用同步来避免多线程问题。如下，在getInstance()方法前使用synchronized关键字：

public static synchronized Singleton getInstance() {

四、考虑性能问题。synchronized关键字修饰getInstance()方法，会导致所有调用getInstance()方法的线程都要竞争同一把锁，即使在单例对象已经生成好的情况下。这里使用double check的方式。另外，还需要注意instance在初始化过程中，可能已经不为NULL，这样有可能会导致程序崩溃，因此这里加了个临时变量t，确保初始化完成之后再赋值给instance。

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

五、更简化的方法。基于静态内部类的特性，我们可以利用它的懒加载机制简化实现：

public static Singleton getInstance(){
    return NestedClass.instance;
}

private static class NestedClass{
    private static Singleton instance = new Singleton();
}