在 getInstance() 方法或实例变量定义中初始化单例之间是否存在功能差异

Question

这两种实现单例的方式在功能上有什么区别吗？

public class MySingleton {
    private static MySingleton instance;

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


public class MySingleton {
    private static final MySingleton instance = new MySingleton();

    public static MySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

此外，第一种方法允许某种 clearInstance() 方法。尽管您可以在第二种方法中使实例不是最终的。

第一种方法在技术上是否表现更好，因为它只在第一次需要时而不是在程序启动时初始化？

Answer 1

Is there any functional difference between these two ways of implementing a Singleton?

是的。如果您在变量声明中使用初始化程序，则在初始化 class 时创建实例，即使从未访问该实例。如果您在 getInstance() 方法中对其进行初始化，则仅在访问该实例时才创建该实例。这具有线程安全隐患。如果初始化一个实例很便宜并且没有持久的外部副作用，那么它并没有太大的区别，但情况可能并非总是如此。

Does the first method technically perform better because it is only initialized the first time it is needed instead of when the program starts?

如果你在任何情况下都要使用一个实例，那么无论如何你都将在某个时候支付初始化它的成本，所以从这个意义上讲没有性能差异。但是，第一种方法的线程安全版本在第一次调用时会比第二种方法稍贵，并且您将在每次后续调用时再次支付额外的开销。

Answer 2

它是关于延迟初始化与急切初始化的。不同之处在于，在第一个实例中，在您调用 getInstance() 方法之前不会创建实例，但在第二个实例中，它甚至在您调用 getInstance() 方法之前就已经创建了。

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Answer 3

第一个是延迟加载，第二个是预加载。也许您的应用程序从不调用单例，因此如果创建单例的新实例是消耗大量资源的操作，那么延迟加载会更好，因为它会在需要时创建新实例。

Answer 4

您使用的第一种方法不是线程安全的。我会认为这是一个错误。

第二种方法更简单、线程安全、速度快，而且如果您确保构造函数不会抛出愚蠢的异常，则更正。

如果您确实需要更多逻辑，可以使用第一种方法，但必须确保使用互斥体保护它。类似于：

public class MySingleton {
    private static final Object mylock = new Object();
    private static MySingleton instance;

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

显然代码更复杂，使用更多内存，速度更慢，您不能将变量声明为 final...

这两种方法都会延迟初始化单例。在 Java 中，当使用 class 时，所有变量初始化和静态构造函数都由 class 加载程序参与，而不是在代码的开头。如果您的代码路径从不调用 getInstance，则 Singleton 将永远不会被初始化。

就我个人而言，我避免使用单例，但是当我使用它们时总是在变量声明上立即分配。

更正我运行进行了一些实验，结果 class 初始化与主线程的执行并行进行。它并没有像我相信的那样等待。至少在一个非常简化的测试场景中，初始化是急切的，但是是异步的。

Answer 5

从单元测试的角度来看，我更喜欢惰性实例化。鉴于单例的初始化有进一步的副作用（与实际测试无关），并且您想测试需要单例的 class （可能只是一个特定的方法），模拟单例并注入更容易在准备测试时将其添加到实例变量中。为您的单例实例使用模拟，您可以更轻松地控制单例方法 return 对您的 class 进行测试。

双重检查锁定模式可以最大限度地减少线程安全实例化的开销：

private static volatile MySingleton instance;

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

因此只有两个（或多个）线程第一次（同时）访问单例的罕见情况可能会进入锁定状态。之后第一个 ''if null'' 将 return false 并且你再也不会进入锁定状态。

重要提示：必须将成员声明为 volatile 才能使此模式可靠地工作。

注意：上面的"double checked lock"模式已经被证明不是100%可靠的。请参阅下面评论中的讨论，尤其是 Brian Goetz' arcticle

在 getInstance() 方法或实例变量定义中初始化单例之间是否存在功能差异

Is there a functional difference between initializing singleton in a getInstance() method, or in the instance variable definition

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