【JAVA复习7】-单例模式

创建单例对象
Singleton类是单例的，每次调用该类的getInstance()方法都将得到相同的实例，目前该类中这个方法尚未完成，请将其补充完整，使得main()函数中的判断返回真（不考虑线程安全）。
什么是单例模式？
单例模式是指在内存中只会创建且仅创建一次对象的设计模式。在程序中多次使用同一个对象且作用相同时，为了防止频繁地创建对象使得内存飙升，单例模式可以让程序仅在内存中创建一个对象，让所有需要调用的地方都共享这一单例对象。
三种模式实现单例对象
1.饿汉模式–线程不安全
在类加载时已经创建好该单例对象，等待被程序使用

import java.util.Scanner;
//饿汉模式
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1= Singleton.getInstance();
        Singleton s2= Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1==s2);
    }
}

class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton(); //用private static字段创建唯一指定的实例
private Singleton(){
    //用private使得构造方法无法访问
}
public static Singleton getInstance(){
    return instance;
}
}

饿汉式在类加载时已经创建好该对象，在程序调用时直接返回该单例对象即可，即我们在编码时就已经指明了要马上创建这个对象，不需要等到被调用时再去创建。
2.懒汉模式–线程不安全
在真正需要使用对象时才去创建该单例类对象

import java.util.Scanner;
//懒汉模式
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1= Singleton.getInstance();
        Singleton s2= Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1==s2);
    }
}

class Singleton {
private static Singleton instance = new  Singleton(); //用private static字段创建唯一指定的实例
private Singleton(){
    //用private使得构造方法无法访问
}
public static Singleton getInstance(){
    if(instance==null){
        如果为空，才进行实例化，保证一个类只有一个实例，存在线程安全的问题
        instance =new Singleton();
    }
    return instance;
}
}

懒汉式创建对象的方法是在程序使用对象前，先判断该对象是否已经实例化（判空），若已实例化直接返回该类对象。，否则则先执行实例化操作。

3.双锁模式–线程安全
如果使用懒汉模式，两个线程同时判断singleton为空，那么它们都会去实例化一个Singleton对象，这就变成双例了。所以，我们要解决的是线程安全问题,最好的解决方法就是在方法上加锁，或者是对类对象加锁

public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
} 
class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;//使用volatile防止指令重排
    //指令重排序是指：JVM在保证最终结果正确的情况下，可以不按照程序编码的顺序执行语句，尽可能提高程序的性能
    private Singleton() {  
    }  
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    } 
}

饿汉式和 懒汉式加上synchronized也是线程安全的。

总结
01 单例模式常见的写法有两种：懒汉式、饿汉式
02 懒汉式：在需要用到对象时才实例化对象，正确的实现方式是：Double Check + Lock，解决了并发安全和性能低下问题
03 饿汉式：在类加载时已经创建好该单例对象，在获取单例对象时直接返回对象即可，不会存在并发安全和性能问题。
04 在开发中如果对内存要求非常高，那么使用懒汉式写法，可以在特定时候才创建该对象；
05 如果对内存要求不高使用饿汉式写法，因为简单不易出错，且没有任何并发安全和性能问题
06 为了防止多线程环境下，因为指令重排序导致变量报NPE，需要在单例对象上添加volatile关键字防止指令重排序