【设计模式】单例设计模式的N中Java实现方法

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特点

单例模式的特点：

1、只能有一个实例；

2、必须自己创建自己的一个实例；

3、必须给所有其他对象提供这一实例。

饿汉式单例模式

也称为预先加载法，实现方式如下：

class Single 
{
	private Single()(
		Syustem.out.println("ok");
	)
	private static Single instance = new Single();

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

优点：线程安全，调用时反应速度快，在类加载的同时已经创建好了一个静态对象；

缺点：资源利用效率不高，可能该实例并不需要，但也被系统加载了。

懒汉式单例模式

也称为延迟加载法，实现方式如下：

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

延迟加载法在适用于单线程环境，它不是线程安全的，引入多线程时，就必须通过同步来保护getInstance（）方法，否则可能会返回LazySingleton的两个不同实例。比如，一个线程在判断instance为null后，还没来得及创建新的instance，另一个线程此时也判断到instance为null，这样两个线程便会创建两个LazySingleton实例。

可以将getInstance（）方法改为同步方法，这样便可以避免上述问题，改进后的单例模式实现如下：

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

优点：资源利用率高,不执行getInstance就不会被实例。

缺点：第一次加载时反应不快，多线程使用不必要的同步开销大

这里的缺点主要是：每次调用getInstance（）方法时，都要同步，而且很多时候的同步是没必要的，这将会极大地拖垮性能（尤其在需要多次调用getInstance方法的地方）。

DCL单例模式

针对延迟加载法的同步实现所产生的性能低的问题，我们可以采用DCL，即双重检查加锁（Double Check Lock）的方法来避免每次调用getInstance（）方法时都同步。实现方式如下：

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

优点：资源利用率高,不执行getInstance就不会被实例，多线程下效率高。

缺点：第一次加载时反应不快，由于java 内存模型一些原因偶尔会失败，在高并发环境下也有一定的缺陷，虽然发生概率很小。

static内部类单例模式

该方法是为了解决DCL方法在并发环境中的缺陷而提出的，关于DCL在并发编程中存在的问题可以参考这篇文章：http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/17348313的后半部分，其实现方式如下：

class Single 
{
	private Single()(
		Syustem.out.println("ok");
	)
	
	private static class InstanceHolder{
		private static final Singlet instance = new Single();
	}

	public static Single getInstance(){
		return InstanceHolder.instance;
	}
}

优点：线程安全，资源利用率高,不执行getInstance就不会被实例。

缺点：第一次加载时反应不快。

这里针对最后一种方法补充以下基本知识点：类级内部类（有static修饰的成员内部类）相当于其外部类的成员，只有在第一次使用时才会被装载，而不会在类加载器加载其外部类的时候被装载，而且只会被加载一次。因此，资源利用率高。

总结：在Java中由于会涉及到并发编程，考虑到效率、安全性等问题，一般常用饿汉式单例模式或static内部类单例模式，二者优缺点刚好颠倒过来，因此要根据具体情况来使用。

参考资料：http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/17348313

http://write.blog.youkuaiyun.com/postlist/0/all/draft

http://www.myexception.cn/software-architecture-design/1235112.html

http://m.blog.youkuaiyun.com/blog/codezjx/8883599

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6d2890600101gb8x.html