设计模式【单例模式】

一、什么是单例模式

类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

二、单例模式的实现方式

1) 饿汉式(静态常量)

2) 饿汉式(静态代码块)

3）懒汉式(线程不安全)

4）懒汉式(线程安全，同步方法)

5) 双重检查

6) 静态内部类

7) 枚举

三、饿汉模式（静态常量）

步骤如下：

1. 构造器私有化 (防止 new )

2. 类的内部创建对象

3. 向外暴露一个静态的公共方法, getInstance()

class Singleton {
	//1. 构造器私有化, 外部不能new
	private Singleton() {}
	
	//2.本类内部创建对象实例
	private final static Singleton instance = new Singleton();
	
	//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

优缺点说明：

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化，避免了线程同步问题。

缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。

结论：

这种单例模式可用，但可能造成内存浪费。

四、饿汉式（静态代码块）

class Singleton {
	//1. 构造器私有化, 外部能new
	private Singleton() {}
	
	//2.本类内部创建对象实例
	private static Singleton instance;
	
    // 在静态代码块中，创建单例对象
	static { 
		instance = new Singleton();
	}
	
	//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

优缺点说明：

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。

结论：

这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费。

五、懒汉式(线程不安全)

class Singleton {
	private static Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance，即懒汉式
	public static Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

优缺点说明：

起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用。

如果在多线程下，一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式

结论：

在实际开发中，不要使用这种方式。

六、懒汉式(线程安全，同步方法)

class Singleton {
	private static Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

优缺点说明：

解决了线程不安全问题.

效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低。

结论：

在实际开发中，不推荐使用这种方式。

七、双重检查

class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	
	private Singleton() {}
	
	//提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程不安全问题, 同时解决懒加载问题，还保证了效率, 推荐使用
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(instance == null) {
			synchronized (Singleton.class) {
				if(instance == null) {
					instance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return instance;
	}
}

优缺点说明：

1. Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (singleton == null) 检查，这样就可以保证

线程安全了。

2. 实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断 if (singleton == null)，直接return实例化对象，也避免了反复进行方法同步。

3. 线程安全；延迟加载；效率较高

结论：

在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

八、静态内部类

class Singleton {
	private static volatile Singleton instance;
	
	//构造器私有化
	private Singleton() {}
	
	//写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
	private static class SingletonInstance {
		private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
	}
	
	//提供一个静态的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		return SingletonInstance.INSTANCE;
	}
}

优缺点说明：

1. 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。

2. 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。

3. 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。

4. 优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高

结论：

推荐使用。

九、枚举

//使用枚举，可以实现单例, 推荐
enum Singleton {
	INSTANCE;
}

优缺点说明：

1. 这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

2. 这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式。

结论：

推荐使用。

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