设计模式-单例模式(Singleton)-优快云博客

什么是单例模式？

就是采取一定的方法保证整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。如果我们要让一个类在虚拟机中只产生一个对象，首先我们必须将类的构造方法的访问权限设置为private，这样就不能通过new操作符在类的外部产生对象了。但在类的内部仍可以产生该类的对象。因为在类的外部无法产生该对象，只能调用该类的某个静态方法来返回内部创建的对象，静态方法只能访问类中的静态成员变量，所以，指向类内部产生该类对象的变量也必须时静态的。

Java实现单例模式

“饿汉模式”：立即创建该对象

立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕（不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。很着急的样子，故又被称为“饿汉模式”），常见的实现办法就是直接new实例化。

优点：实现起来简单，没有多线程同步问题。

缺点：当类SingletonTest被加载的时候，会初始化static的instance，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的instance对象便一直占着这段内存（即便你还没有用到这个实例），当类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存，因此在某些特定条件下会耗费内存。

饿汉模式实现一

public class Singleton {

    // 构造方法私有化
    private Singleton() {}

    // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static、final修饰
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    // 静态方法返回该实例
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

“懒汉模式”：延迟创建，当该对象被用到时候再进行创建

优点：实现起来比较简单，当类SingletonTest被加载的时候，静态变量static的instance未被创建并分配内存空间，当getInstance方法第一次被调用时，初始化instance变量，并分配内存，因此在某些特定条件下会节约了内存。

缺点：在多线程环境中，这种实现方法是完全错误的，根本不能保证单例的状态。

懒汉模式实现二

public class Singleton {

    // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
    private static Singleton instance;
    
    // 构造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 静态方法返回该实例
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

懒汉模式保证线程安全情况实现三

优点：在多线程情形下，保证了“懒汉模式”的线程安全。

缺点：众所周知在多线程情形下，synchronized方法通常效率低，显然这不是最佳的实现方案。

public class Singleton {

    // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
    private static Singleton instance;
    
    // 构造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 静态方法返回该实例，加synchronized关键字实现同步
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

多线程情况最佳实现四，DCL双检查锁机制（DCL：double checked locking）

单例模式的最佳实现方式。内存占用率高，效率高，线程安全，多线程操作原子性。

public class Singleton {

    // 将自身实例化对象设置为一个属性，并用static修饰
    private static Singleton instance;
    
    // 构造方法私有化
    private Singleton() {}
    
    // 静态方法返回该实例
    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次检查instance是否被实例化出来，如果没有进入if块
        if(instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                // 某个线程取得了类锁，实例化对象前第二次检查instance是否已经被实例化出来，如果没有，才最终实例出对象
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}