设计模式之单例模式

一、为什么要使用单例？

单例设计模式（Singleton Design Pattern ）：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
单例可用来处理资源访问冲突、表示全局唯一类；从业务概念上，有些数据在系统中只应该保存一份，就比较适合设计为单例类。比如系统的配置信息类，

#二、如何实现一个单例？
主要关注以下几个方面：

• 构造函数需要是private访问权限，这样才能避免外部通过new创建实例；
• 考虑对象创建的线程安全问题；
• 考虑是否支持延迟加载；
• 考虑getInstance()性能是否高（是否加锁）

instance是私有的，这样保证不能被外部访问，可以防止实例化多个对象。这样让类自身负责创建和保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其它实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。

恶汉式

饿汉式实现方式比较简单，在类加载的时候，instance静态实例就已经创建并初始化好了，instance实例的创建是线程安全的。

public class IdGeneratorSingleton{
  private AtomicLong id = new AtomicLong(0);
  private static final IdGeneratorSingleton instance = new IdGeneratorSingleton();
  private IdGeneratorSingleton(){}
  public static IdGeneratorSingleton getInstance(){
      return  instance;
  }
 public long getId(){
     return id.incrementAndGet():
}
}

懒汉式

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

getInstance加锁后导致这个函数并发度很低。如果频繁的用到，那频繁的加锁、释放锁及并发度低等问题，会导致性能瓶颈，这种方式就不可取了。

双重检测

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

另外网上提到，因为指令重排，可能会导致Singleton对象new出来，并且赋值给instance之后，还没有来得及初始化，就被另一个线程使用了，会报空指针异常，这种情况下需要给instance成员变量加上volatile关键字。(解决的方法很简单，只要把对象 new 操作和初始化操作 设计为原子操作，就自然能禁止重排序)

静态内部类

比双重检测更加简单的实现方法，比较类似恶汉式，但又能够做到延迟加载

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

        }
        public static getInstance(){
                returen SingletonHolder.instance;
         }

    }

SingletonHolder 是一个静态内部类，当外部类 Singleton 被加载的时候，并不会创建 SingletonHolder 实例对象。只有当调用 getInstance() 方法时，SingletonHolder 才会 被加载，这个时候才会创建 instance。insance 的唯一性、创建过程的线程安全性，都由 JVM 来保证。所以，这种实现方法既保证了线程安全，又能做到延迟加载

#四、备注
多线程时候可以通过加锁防止创建多个实例。
饿汉式单例类：就是静态初始化，它是类一加载就实例化的对象，所以要提前占有系统资源
懒汉式单例：要在类第一次引用时才会将自己实例化，这样会面临多线程访问安全性问题，所以做双重锁定这样的操作才可以保证安全。