head first 设计模式笔记5-单例模式

目录：

　　1、单例模式(Singleton Pattern)
　　2、概念
　　3、饿汉式：不是延迟加载，加载类的时候直接初始化
　　4、懒汉式：延迟加载，首次需要使用的时候在实例化，需要考虑线程安全
　　5、静态内部类实现
　　6、枚举实现

1、单例模式(Singleton Pattern)   <==返回目录

　　　　确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

2、概念   <==返回目录

下面的内容转载自博客： 23种设计模式之单例模式 （ https://chenmingyu.top/design-singleton/）

　　单例模式：单例模式属于创建型模式；

　　定义：确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。单例模式目的是保证在程序运行期间一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点，无论什么情况下，只会生成一个实例，免去繁琐的创建销毁对象的过程。

　　优点：

1）减少了内存开支，避免频繁地创建、销毁对象；
2）避免对资源的多重占用；

　　缺点：

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化

　　如何设计单例模式

　　　　如何设计单例模式其实很简单，只需要考虑一个问题，实例是否可以保证是全局唯一。关于实例是否保证是全局唯一延伸出的问题：

是否线程安全，不安全肯定就不能保证全局只有一个实例
是否支持序列化，支持序列化的类，被反序列化之后肯定就不是全局唯一了
是否支持反射，支持反射肯定也不是全局唯一的
是否可以被克隆，这个也不能保证全局唯一

　

　　所以设计一个安全的单例需要考虑的问题还是很多的。针对上述问题常见的解决办法：

保证线程安全，使用volatile+synchronized实现
防止序列化攻击，重写readResolve方法
防止反射，常用的方案是在单例类里增加一个boolean类型的flag标识，在实例化的时候先判断flag标识
防止克隆，重写clone()方法

　　

　　实现一个最简单的单例就需要考虑到以上的所有问题，这个时候什么有用的方法还没写那，代码就已经很多了，那有没有简单的办法既满足上述条件，代码又简洁那，那肯定有，使用枚举实现单例。

　　常见的单例模式实现

常见的单例模式实现方案大概有五种，懒汉模式，饿汉模式，双重检查方式实现，静态内部类实现，枚举实现

　　分个类：

是否支持延迟加载，分为懒汉模式和饿汉模式
线程安全设计了双重检查模式实现，静态内部类实现方式
不支持序列化，反射，克隆，枚举实现方式

　　其中懒汉模式，饿汉模式，双重检查方式实现，静态内部类的实现方式都可以概括为以下两步：

　　1.构造函数私有化，保证在外部无法new对象
　　2.提供一个static方法获取当前实例（不同方案，实现不同）

　　

　　当然枚举的实现方式最简单，也最安全的，所以推荐使用枚举实现，其次推荐使用静态内部类方式实现。

3、饿汉式：不是延迟加载，加载类的时候直接初始化   <==返回目录

优点：线程安全，代码简单。

缺点：不是延迟加载，如果你用不到这个类，它也会实例化，还有一个问题就是如果这个实例依赖外部一些配置文件，参数什么的，在实例化之前就要获取到，否则就实例化异常

/**
 * 单例模式：饿汉式
 * @author oy
 * @date 2019年9月3日 下午11:13:49
 */
public class Singleton {

    private static Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

4、懒汉式：延迟加载，首次需要使用的时候在实例化，需要考虑线程安全   <==返回目录

　　线程不安全的实现方式：

/**
 * 单例模式：懒汉式，线程不安全
 * @author oy
 * @date 2019年9月3日 下午11:15:47*/
public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance(){
        if(null == singleton){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

　　线程安全的实现方式：双重检查（DCL：Double Check Lock）

/**
 * 单例模式：双重检查（DCL：Double Check Lock）
 * @author oy
 * @date 2019年9月3日 下午11:17:06
 */
public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton;
    private Singleton() {}

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

　　面试题：为什么使用volatile修饰singleton变量？

1.说的volatile，首先肯定回答volatile的可见性
2.防止重排序优化，如果不用volatile修饰，多线程的情况下，可能会出现线程A进入synchronized代码块，
执行new Singleton();，首先给singleton分配内存，但是还没有初始化变量，
这时候线程B进入getInstance方法，进行第一个判断，此时singleton已经不为空，
直接返回singleton，然后肯定报错。使用volatile修饰之后禁止jvm重排序优化，所以就不会出现上面的问题

5、静态内部类实现   <==返回目录

　　使用静态内部类实现也是延迟加载，利用静态内部类去实现线程安全，只有在第一次调用getInstance方法的时候才会去加载SingletonHolder，初始化SINGLETON

/**
 * 单例模式：静态内部类实现
 * @author oy
 * @date 2019年9月3日 下午11:17:06
 */
public class Singleton {

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.SINGLETON;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }
}

6、枚举实现   <==返回目录

　　枚举实现代码更简洁，线程安全，并且保证枚举不会被反序列化，反射和克隆

/**
 * 单例模式：枚举实现
 * @author oy
 * @date 2019年9月3日 下午11:17:06
 */
public enum Singleton {

    SINGLETON;

    /**
     * 提供的方法
     */
    public void method() {
        System.out.println("枚举实现");
    }
}