设计模式学习笔记----单例模式

单例模式的目的:
确保该类只有一个实例，并且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

单例模式的好处:
避免产生多个对象消耗过多的资源

单例模式主要分为饿汉模式和懒汉模式。

饿汉模式是在声明静态对象时就已经初始化。

//饿汉单例模式
public class Singleton {
    private static final Singleton mSingleton = new Singleton();
    //构造函数私有
    private Singleton(){
    }
    public static Singleton getSingleton(){
        return mSingleton;
    }
}

懒汉模式是声明一个静态对象，并且在用户第一次调用getInstance时进行初始化。

//懒汉单例模式
public class Singleton2 {
    private static Singleton2 mSingleton2;
    private Singleton2(){};

    public static synchronized Singleton2 getInstance(){
        if(mSingleton2 == null){
            mSingleton2 = new Singleton2();
        }
        return mSingleton2;
    }
}

另外，在懒汉模式中的getInstance方法中添加了synchronized来进行同步，之所以这样是因为当多个线程调用getInstance时，可能会创建多个不同的Singleton2对象。

懒汉单例模式的优点是单例只有在使用时才会被实例化，在一定程度上节约了资源，缺点是第一次加载时需要及时进行实例化，反应稍慢，最大的问题是每次调用getInstance都进行同步，造成不必要的开销。因此这种模式一般不建议使用。

为了既能够在需要时才进行单例初始化，又能保证线程安全，且单例对象初始化后调用getInstance不进行同步锁，可以采用Double CheckLock(DCL)实现单例:

//Double CheckLock
public class Singleton3 {
    private volatile static Singleton3 mSingleton3 = null;
    private Singleton3(){
    }
    public static Singleton3 getInstance(){
        if(mSingleton3 == null){
            //第一次判空是为了避免每次去进行同步，如果不等于空，就不去多余的去执行同步
            synchronized (Singleton3.class){
                if(mSingleton3 == null){
                    //第二次判空:当多线程某些线程均走入的第一个判空情况下，其中一个线程先获得锁，并且初始化，然后释放锁。
                    //另外的一个线程获得锁，如果不判空的话，依然还会再次实例化对象。所以需要两次判断
                    mSingleton3 = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return mSingleton3;
    }
}

之所以加volatile是为了保证mSingleton3对象每次都是从内存中读取，避免了多线程时指令重排序造成的问题。

除此之外，还有静态内部类单例模式:

public class Singleton4 {
    private static class InstanceHolder {
        public static Singleton4 mSingeton4 = new Singleton4();
    }

    private Singleton4() {
    }

    public static Singleton4 getInstance() {
        return InstanceHolder.mSingeton4;
    }
}

当第一次加载Singleton4类时并不会初始化mSingleton4，因为内部静态类只有在调用时才会被加载，加载的同时会初始化mSingleton4实例，且该加载过程是线程安全的。该方法既保证了线程安全，同时也延迟了单例的实例化，因此推荐使用该方法。