Java单例模式

1. 作为对象的创建模式,单例模式是指一个类只有一个实例对象,并且自动向整个系统提供这个唯一实例. 单例模式主要有2种,饿汉模式+饱汉模式,

2. 饿汉模式以空间换时间,类加载的时候就实例化对象,通过静态方法向外面提供.
   通过占用类加载时的常量存储空间,以提高单例对象的获取.所以叫空间换时间.

package singleton;

public class EagerSignleton {
	private  static final  EagerSignleton  single=new EagerSignleton();

	public EagerSignleton() {
		super();
	}
	
	
	/**
	 * 静态工厂方法  提供唯一实例,同样也是安全的 因为实例已经创建了,节约时间
	 * 线程同步  性能上存在损耗
	 * @return
	 */
	public static  EagerSignleton  getInstance(){
		return single;
	}
	

}

3. 饱汉模式以时间换空间,声明好类的成员变量,在提供方法中判断实例对象是否存在,不存在则创建实例,存在则直接返回.多了每次判断单例对象是否存在的时间,所以叫时间换空间.

package singleton;

public class LazySignleton {
	private static  LazySignleton instance=null;

	public LazySignleton() {
		super();
	}
	
	
	/**
	 * 懒汉单例模式,为了防止多个线程操作同一内容  使用锁机制 实现线程安全,但是每次都需要判断浪费时间
	 * @return
	 */
	public static synchronized LazySignleton  getInstance(){
		if(instance==null)
			instance=new LazySignleton();
		return instance;
		
	}

}

4. 但是以上2种常见的单例类的创建都存在优化的空间,饿汉模式可以节约创建单例对象的常量存储空间(通过常量声明在类中的静态内部类中实现),饱汉模式通过节约单例对象初始化后判断及 线程同步锁导致的新能损耗时间.具体代码如下

5. 优化后的懒汉模式,取消线程同步锁sychronized造成的性能损耗,同时添加双重判断校验,判断实例存在直接返回,不存在,添加sychronized同步锁判断 该类是否存在实例,不存在创建.这样做的目的是减少同步锁造成的新能损耗,由原来每次进入都走线程锁改为 实例对象不存在的情况下 使用线程锁.新能有所提升,但还是存在损耗.

package singleton;
/**
 * 功能描述:双重检查懒汉模式(减少实例化后 线程锁导致的性能损耗)
*/
public class TwoCheckLazySignleton {
	private  static volatile  TwoCheckLazySignleton  instance =null;

	public TwoCheckLazySignleton() {
		super();
	}
	
	/**
	 * 静态工厂方法获取 实力类
	 * 
	 * @return
	 */
	public static TwoCheckLazySignleton getInstance() {
		//判断实例是否存在,不存在进入下面的流程
		if (instance == null) {
			//同步锁,线程安全
			synchronized (TwoCheckLazySignleton.class) {
				//判断实例是否存在,不存在 创建实例
				if (instance == null) {
					instance = new TwoCheckLazySignleton();
				} 
				return instance;
			}
		}
		return instance;
	}

}

6. 优化后的饿汉模式(也是最完美的一种).通过单例类中添加内部类 声明内部类常量为单例类实例的方式,解决类在加载的时候将类的常量一并加载导致的内存空间占用问题,由于内部类中的常量只有在使用到的时候才会加载到空间中去.所以完美的解决了空间换时间的问题,同时由于不存在饱汉模式中存在的性能损耗问题,所以通常情况下 都是用这种方式为单例类的模板.(从名字Signleton 也可以看出来)

package singleton;

public class Signleton {
	
	//静态类级内部类
    private static class SingletonHolder{
    	private  static Signleton instance=new Signleton();
    }
    
    /**
     * 外部类的静态方法 直接获取静态内部类的属性 用于实例化对象
     * 静态内部类 只有在使用的时候才会加载
     * @return
     */
    public static Signleton getInstance(){
    	return  SingletonHolder.instance;
    }
}

总结:单例模式作为 程序设计中 最常见的2种设计模式(另外一种是工厂模式),必须掌握其使用的方法(虽然在大学的时候就学到了,但时间长了就忘了)以及具体应用的场景.具体使用场景还需深入研究

以下为参考大佬文章的原文地址:
《JAVA与模式》之单例模式
java 23种设计模式 深入理解