单例模式详细总结—创建型模式—设计模式1

0. 单例模式

• 定义：确保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。
• 要素：私有构造方法；指向自己实例的静态引用；以自己实例为返回值的静态共有方法；
• 分类：饿汉式（类加载时就实例化）；懒汉式（调用时实例化）；
• 优点：节省内存空间；避免频繁的创建和销毁，提高性能；避免对共享资源的多重占用；可以全局访问；
• 适用场景：需要频繁实例化并销毁的对象；创建对象开销大的对象；有状态的工具对象；频繁访问数据库或文件的对象；
• 具体场景：定时器；网页访问人数统计；电脑打印程序；生产唯一序列号；WEB中的计数器；数据库连接；
• 注意：除非认为地断开单例中静态引用到单例对象的关联否则JVM不会回收单例对象；使用反射机制会破坏单例机制，可以通过在构造函数中进行判断来避免或者使用枚举类；

总的来看：推荐使用静态内部类实现方式、双检锁实现方式，如果有特殊需求严格保证单例不被破坏需要使用枚举方式。

1. 一些实现方式

懒汉式，线程不安全

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

懒汉式，线程安全

public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  
    // 通过加锁的方式避免多个线程同时创建多个对象
    // 这种方式有缺点：其实只需要在第一次创建的时候加锁，如果实例存在后面就不需要加锁
    // 所以可以通过双检锁的方式进行改进
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
} 

双检锁，线程安全

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  
    	// 只有当实例为空的时候才进行加锁
        synchronized (Singleton.class) {  
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}  

饿汉式，线程不安全

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}  

静态内部类，线程安全

// 该方式一方面达到的双检锁的效果
// 另一方面实现了延迟加载，是比较理想的实现方式
public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}   

枚举方式，线程安全，避免反射破坏

// 虽然可以在前面方法的构造方法中加入一些判断条件，例如实例如果存在，再次调用构造函数就报错
// 但是针对一些复杂的场景还是很难真正保证单例的，而枚举可以很好的保证
public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}