31 Aug 2018

Singleton终极-枚举

Java的同学对写单例都是信手拈来，各大博客都有什么懒汉式，饿汉式，double-checked locking等等，但《Effective Java》推荐了两种更为精简高效的写法：静态内部类和枚举。

1 静态内部类

这种方式能达到double-checked locking一样的功效，但实现更简单。饿汉式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化，并没有达到 lazy loading 效果，因为是static的：

private static Singleton instance = new Singleton();

而静态内部类实现单例对静态域使用延迟初始化，代码如下：

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    	private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    	return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

从以上代码可以看出，静态内部类SingletonHolder只有在getInstance()方法被调用时才会被加载，实现了Lazy 初始化。而且根据JVM本身机制，静态内部类的加载已经实现了线程安全。但值得注意的是，用户可通过反射机制，借助Java反射AccessibleObject类的setAccessible方法调用私有构造函数来创建新的实例，但不是所有的用户都有这种权限，默认情况下，内核API和扩展目录的代码具有该权限，而类路径或通过URLClassLoader加载的应用程序不拥有此权限。

2 枚举

在JDK1.5后，枚举是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化（用户无法通过 reflection attack 来调用私有构造方法）。代码如下：

// 赋予单例可以执行的额外操作
public interface MySingleton {
    void doSomething();
}

public enum Singleton implements MySingleton {

    //枚举类其实是省略了private类型的构造函数
    //private Singleton(){}
    
    INSTANCE {
        @Override
        public void doSomething() {
            System.out.println("complete singleton");
        }
    };

    public static MySingleton getInstance() {
        return Singleton.INSTANCE;
    }
}

为什么枚举可以实现单例？因为枚举其实省略了private类型的构造函数，而且枚举类的field起始就是枚举类的一个实例。

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