[设计模式]单件模式

1、定义：单件模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

2、实现方式：

• 经典方式：

public class Singleton{
    private static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton(){}
        public static Singleton getInstance(){
            if(uniqueInstance == null){
                uniqueInstance = new Singleton();
            }
            return uniqueInstance;
    }
}

经典方式的缺陷是如果多线程同时使用，可能会导致创建了多个实例，违反了单件模式的意义，为了解决多线程灾难问题，可以加同步关键字，如下程序所示。

• 多线程方法（同步：该方法保证每个线程在进入方法前，要先等候别的线程离开该方法才可以。即不会有两个线程同时进入这个方法）：

public class Singleton{
    private static Singleton uniqueInstance;

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

该方法虽然解决了多线程灾难问题，但是又会出现性能问题，因为只有在第一次创建单例对象时需要同步，之后每一次调用该方法都会使用同步，但是这个时候就会造成多线程等待当前线程调用的情况，也就是性能问题。如果说不需要考虑性能问题的话，可以直接使用该方法，这是最好的，但是如果说，真的需要解决多线程灾难且不能引起性能问题，可以采用如下两种方法。

• 线程安全：

public class Singleton{
    private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

    private Singleton(){}
        public static synchronized Singleton getInstance(){
            return uniqueInstance;
    }
}

该方法方法是在静态初始化器中创建单件，这保证了线程安全。

• 双重检查加锁：

public class Singleton{
    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton(){}
        public static synchronized Singleton getInstance(){
            if(uniqueInstance == null){
                synchronized (Singleton.class){
                    if(uniqueInstance == null){
                        uniqueInstance = new Singleton();
                    }
                }              
            }
            return uniqueInstance;
    }
}

该方法保证首先检查实例是否已经创建了，如果尚未创建，才进行同步，否则直接使用已创建实例即可。这个方法既保证了线程安全又保证了性能问题。

volatile关键词确保：当uniqueInstance变量被初始化城Singleton实例时，多个线程正确地处理uniqueInstance变量。

参考资料

[1] head first 设计模式