Singleton中的线程安全性

Question

我知道Java中的双重锁定已被破坏,那么在Java中使单例线程安全的最佳方法是什么？我想到的第一件事是:

class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

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

这有用吗？如果是这样,它是最好的方式(我想这取决于具体情况,所以说明特定技术最好的时候会有用)

Answer 1

Josh Bloch建议使用单元素enum类型来实现单例(请参阅Effective Java第2版,第3项:使用私有构造函数或枚举类型强制执行单例属性).

有些人认为这是一个黑客,因为它没有明确表达意图,但确实有效.

以下示例直接来自本书.

public enum Elvis {
   INSTANCE;

   public void leaveTheBuilding() { ... }
}

以下是他的结论:

这种方法更简洁,免费提供序列化机制,并提供针对多个实例的铁定保证,即使面对复杂的序列化或反射攻击.虽然这种方法尚未被广泛采用,但单元素枚举类型是实现单例的最佳方法.

关于enum恒定单身保证

JLS 8.9.枚举

枚举类型没有除其枚举常量定义的实例之外的实例.尝试显式实例化枚举类型(第15.9.1节)是编译时错误.

该final clone方法Enum确保永远不会克隆枚举常量,并且序列化机制的特殊处理确保不会因反序列化而创建重复实例.禁止对枚举类型进行反射实例化.总之,这四件事确保除了枚举常量定义的实例之外不存在枚举类型的实例.

在延迟初始化

以下片段:

public class LazyElvis {
    enum Elvis {
        THE_ONE;
        Elvis() {
            System.out.println("I'M STILL ALIVE!!!");
        }       
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("La-dee-daaa...");
        System.out.println(Elvis.THE_ONE);
    }
}

产生以下输出:

La-dee-daaa...
I'M STILL ALIVE!!!
THE_ONE

如您所见,THE_ONE在第一次访问常量时,常量不会通过构造函数进行实例化.

Answer 2

我发现你的实现没有问题(除了由于其他原因而其他方法可能会使用singleton-monitor的锁定这一事实,因此,不必要地阻止其他一些线程获取实例).这可以通过引入额外Object lock的锁定来避免.

这篇Wikipedia文章提出了另一种方法:

public class Something {
    private Something() {
    }

    private static class LazyHolder {
        private static final Something INSTANCE = new Something();
    }

    public static Something getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }
}

来自文章:

此实现是一个性能良好且并发的实现,在所有Java版本中都有效.
...
实现依赖于Java虚拟机(JVM)中明确指定的初始化执行阶段; 有关详细信息,请参阅Java语言规范(JLS)的第12.4节.

Answer 3

我的偏好是:

class Singleton {
    private static final INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton(){}

    public Singleton instance(){
        return INSTANCE;
    }
 }

您很少需要延迟初始化.您应始终从急切初始化开始,如果发现问题,只能更改为延迟初始化.除非你已经测量并精确定位了Singleton实例化作为性能问题的罪魁祸首,否则只需使用急切的初始化.它更简单,更高效.

您可以肯定使用枚举,但我个人并不打扰,因为普通急切实例化的好处是安全性(针对反射攻击),并且大多数时候我的代码很容易受到此类攻击:p