单例（Singleton）模式

　　用我自己惨痛的经历说一下优快云的这个Markdown编辑器。现在是我第三遍码这篇博客，之前电脑还没配环境写了一个开头扔草稿箱了，昨晚开始继续码，码了两遍。第一遍不小心敲到了F5，界面就只剩下原来存在草稿箱里面的内容了，不甘心，码第二遍，写到最后准备挂上Github地址，一下忘记怎么给文字加颜色了，打开以前的一篇博客，又启开一个MarkDown，再切回来就傻逼了，当前页面正在试图关闭窗口，是，否，我选择了否，然后就是这样一张图，
　　
图后面的文字是我之前写的，所以为了演示这个又码了一遍开头。点击重新加载之后就有Game Over了。“Markdown编辑器已经停止，因为另一个实例中相同的浏览器中运行”，好像有点病句，我们把一个浏览器看成一个系统，显然在这个系统中，Markdown编辑器是单例模式的，只允许存在唯一一个实例，这就是今天要说的单例模式。

　　单例模式应该算是最最简单的一种设计模式了，也是应用很广的一种设计模式。顾名思义，在系统中单例模式的对象必须保证只有一个实例存在，比如一个Android程序中只存在一个Application对象，或者说一个进程中只存在一个Application对象。还有InputMethodManager,日历，短信模块，开源项目ImageLoader等等，在Android中有很多单例模式的具体应用。那么我们为什么要去使用单例模式呢，Java中创建对象和销毁对象都是很耗资源的，对于一些创建对象需要消耗很多资源的场景，比如ImageLoader，涉及到线程池，缓存，网络请求等，我们没有必要频繁的去创建对象，只需要向整个系统提供一个实例就可以了。实现单例模式比较简单，但是有一些需要注意的地方。书中总结了一下几个关键点：
　　
（1）一般使用私有的构造函数，使外界不能通过new来创建对象。
（2）通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象。
（3）确保单例类的对象只有一个，尤其是在多线程情况下，考虑线程安全问题。
（4）确保单例类在反序列化时不会重新创建对象。

　　下面介绍几种典型的单例模式的实现形式。

1.饿汉模式

public class Singleton {

    public static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

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

　　饿汉模式的实现方式很简单，在加载类的时候就已经实例化了该类的一个静态对象，天生就是线程安全的。但是没有考虑延时加载，什么是延时加载呢，也叫懒加载，就是在需要的时候再去实例化对象，比如说在调用getInstance方法的时候。这样就可能造成某些情况下的不必要的资源消耗。

2.懒汉模式

public class Singleton {

    private Singleton(){}

    private static Singleton instance=null;

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

　　懒汉模式弥补了饿汉模式的缺点，使用了在延时加载，加载类的时候不会去实例化对象，第一次调用getInstance方法的时候才去初始化instance对象。但是这么做带来的高并发情况下的线程安全问题是不可避免的，难以保证系统中实例是唯一存在的，违背了单例模式的原则。这里使用了synchronized关键字，看起来解决了线程安全的问题，但是每次调用getInstance方法都去进行同步操作，这样带来了很多不必要的同步开销，毕竟大多数情况下我们是不需要进行同步操作的。所以，这种模式的单例模式是不推荐使用的。

3.Double CheckLock模式

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {}

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

　　Double CheckLock模式，听着名字挺高大上，取个中文名叫双检查锁模式，其实看看代码还是很好理解的，可以看成是懒汉模式的加强版。这里同样使用了延时加载，调用getInstance方法的时候才会去实例化对象，getInstance方法是这里的重点。里面对instance对象进行了两层非空的检查，第一层判断当instance非空时不会去进行同步操作，避免了不必要的消耗，第二层判断是为了在instance为空时进行实例化对象。看起来一切都是这么美好，延时加载，线程安全，同时避免了不必要的同步操作。但是，由于Java内存模型的原因，在高并发环境下偶尔会出现失效问题，具体原因就不在这里阐述了，有兴趣的可以看看Android源码设计模式29页的解释（码第三遍，页数都记住了。。）。

4.静态内部类模式

public class Singleton {

    private Singleton(){}

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

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

　　静态内部类单例模式是比较推荐的一种方式。当第一次调用getInstance方法，加载静态内部类InstanceHolder的时候才去实例化对象，延时加载。同时也是线程安全的，保证了实例在系统中的唯一存在。

5.枚举模式

public enum Singleton{
  INSTANCE
}

　　枚举模式的有点，够简单粗暴，而且枚举的创建天生就是线程安全的。搜索了一下，很多人都是极力推荐这种方法，但是总是看起来有点怪怪的，可能是不怎么经常使用枚举的原因吧，看不到一点类的味道。

　　最后总结一下，不管是哪种模式，要注意的都是一下几点：
　　（1）私有的构造方法
　　（2）提供一个静态方法向外界提供实例
　　（3）保证在系统中实例是唯一存在的
　　（4）注意在高并发环境下的线程安全问题
　　（5）使用延时加载
　
　示例代码托管地址：https://github.com/lulululbj/JavaDesignPatterns