单例模式

单例模式

定义

单例模式，属于创建型模式，提供了一种对象创建的最佳方式。它确保了一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点。

特征

• 单例类只能有一个实例
• 单例类必须自己创建自己的唯一实例
• 单例类必须给所有其他对象提供这一实例

意图

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问他的全局访问点

主要解决

一个全局使用的类频繁的创建和销毁

何时使用

当你想控制实例数目，节省系统资源的时候

如何解决

判断系统是否有这个实例，有则返回，无则创建

关键代码

私有构造函数

优点

减少了内存开销，避免了实例的频繁创建和销毁

缺点

无接口，不能继承，与单一职责冲突

注意

getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

单例模式的几种实现方式

1. 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;  
    }  
}

2.懒汉式，线程安全

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

这种加了synchronized，具有很好的懒加载（需要用到创建实例的时候再去创建实例），能够在多线程中很好的工作，但正是由于加了同步，虽然保证了单例，却影响了效率

3. 饿汉式，线程安全

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

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

static确保了，类在加载的时候，就已经实例了，所以确保了线程安全。缺点是资源效率不高，可能getInstance()永远不会执行到，但执行该类的其他静态方法或者加载了该类（class.forName)，那么这个实例仍然初始化，这个时候，就浪费了内存，产生了垃圾对象，达不到lazy loading的效果了

4.双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking ）

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

这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。

5.登记式/静态内部类

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

6.枚举

public enum SingletonEnum {  
    /** 
    * 1.从Java1.5开始支持; 
    * 2.无偿提供序列化机制; 
    * 3.绝对防止多次实例化，即使在面对复杂的序列化或者反射攻击的时候; 
    */  
    instance;  
    private String others;  
    SingletonEnum() {}
}