从 Java 类的初始化看待饿汉单例

Posted at — Aug 1, 2019

先说观点：在一般情况下，饿汉式单例也不一定是立即加载的，没必要特意使用写法复杂并且可能效率不高的懒汉模式。

单例模式

Java中单例 (Singleton) 模式是一种广泛使用的设计模式。单例模式的主要作用是保证在Java程序中，某个类只有一个实例存在。

分类以及常见写法

根据单例的初始化时机， java 单例可分为两大类别， 懒汉式和饿汉式。（此外，还有登记式，不在本文讨论范围内）

饿汉式

饿汉式是在类加载器初始化该单例类时进行实例化。常见方式如下：

静态工厂方法式饿汉

public class EagerSingleton {

    private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();

    private EagerSingleton() {
        System.out.println("EagerSingleTon");
    }

    public static EagerSingleton getINSTANCE() {
        return INSTANCE;
    }
}

枚举单例

public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;

    EnumSingleton() {
        System.out.println("EnumSingleton");
    }
}

懒汉式

DCL(双重校验锁定)单例

public class DoubleCheckLockSingleton {

    private static volatile DoubleCheckLockSingleton instance;

    private DoubleCheckLockSingleton() {
        System.out.println("DoubleCheckLockSingleton");
    }

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

静态内部类式单例

public class HolderSingleton {

    private HolderSingleton() {
        System.out.println("HolderSingleton");
    }

    private HolderSingleton getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;
    }

    private static class Holder {
        private static final HolderSingleton INSTANCE = new HolderSingleton();
    }
}

从 Java 类的初始化看待饿汉单例

在Java中，静态的属性以及静态代码块，是在类的初始化时进行加载的。类被类加载器加载后，并不会立即执行初始化的，而是在特定时机才会去初始化，具体的时机， jvm有相关规范，大致如下：

为一个类型创建一个新的对象实例时（比如new、反射、序列化）
调用一个类型的静态方法时（即在字节码中执行invokestatic指令）
调用一个类型或接口的静态字段，或者对这些静态字段执行赋值操作时（即在字节码中，执行getstatic或者putstatic指令），不过用final修饰的静态字段除外，它被初始化为一个编译时常量表达式
调用JavaAPI中的反射方法时（比如调用java.lang.Class中的方法，或者java.lang.reflect包中其他类的方法）
初始化一个类的派生类时（Java虚拟机规范明确要求初始化一个类时，它的超类必须提前完成初始化操作，接口例外）
JVM启动包含main方法的启动类时。

从以上几点，可以得出，一个类，在真正用到它时才会进行初始化，才会去初始化（实例化）其静态属性和执行其静态代码快。也就是说，在一般情况下，饿汉模式（本文中的静态工厂方法式饿汉和模具式单例），对象的实例化的时候，一般是在首次用到它的时候！也就是说， 它是懒加载的。

当然，只是一般情况下是如此，也有例外，如果项目中有骚操作会反射该单例类，也会引起初始化。另外不要在该类中定义其它静态属性（不包括基础数据类型常量和String类型常量，它们不会引起类的初始化）和方法，避免首次使用该类时是使用它们导致的初始化。

kotlin 对象声明

kotlin 官方文档推荐的单例模式：对象声明本质上也是常规的饿汉模式

一个对象声明式单例

object ObjClassTest {

    init {
        println("haha init")
    }


    fun test() {
        println("hehe test")
    }

}

编译再反编译成Java代码

@Metadata(bv = {1, 0, 3}, d1 = {"\u0000\u0012\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\b\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\bÆ\u0002\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0007\b\u0002¢\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0006\u0010\u0003\u001a\u00020\u0004¨\u0006\u0005"}, d2 = {"Lxyz/liut/kotlin/lang/kt1_object_class/comm/ObjClassTest;", "", "()V", "test", "", "JavaCode"}, k = 1, mv = {1, 1, 15})
/* compiled from: ObjClassTest.kt */
public final class ObjClassTest {
    public static final ObjClassTest INSTANCE = new ObjClassTest();

    static {
        System.out.println("haha init");
    }

    private ObjClassTest() {
    }

    public final void test() {
        System.out.println("hehe test");
    }
}

在一般情况下，饿汉模式是最好的单例方式，写法简单、性能好、线程安全。

liut

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