设计模式之单例模式

单例模式

单例模式在诸多设计模式中是属于很简单，也很好理解的设计模式了。

在应用程序中，某个类的实例对象只有一个，你没有办法去new一个新的对象，因为它的构造函数是私有的，只提供了一个对外开放获取实例对象的引用的方法（注意 ：是实例对象的引用，并不是直接获取该实例对象本身，只是它的引用）

单例模式有很多实现方式，如：

• 懒汉模式（分为线程安全和线程不安全两种写法）
• 饿汉模式（线程安全）
• 静态内部类
• 枚举
• 双重校验锁

下面看具体实现

懒汉模式

线程不安全的写法，也是最简单的写法

public class Singleton{
	private static Singleton singleton;
	private Singleton(){}
	public static Singleton getSingleton(){
		if(singleton==null){
			singleton = new Singleton();
		}
		return singleton;
	}
}

以上就是一种懒汉式写法，但他是线程不安全的，我打个比方：

在多线程环境下，第一个线程调用了getSingleton()方法，该线程进入判断后，还没生成实例对象的时候，资源就被另一个线程占用了，而另一个线程同样也调用了这个方法，然后一路执行完毕，这个时候就有了一个实例对象了，接着资源重新分配到第一个线程，它继续执行之前未完成的步骤，又创建了一个实例对象，这个时候就有了2个实例对象了，所以它是线程不安全的

第二种写法

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

这种是线程安全的写法，在方法上加上了synchronized关键字修饰，把该方法变成了同步方法。
当一个线程正在执行这个方法，还没有执行完毕的时候，另外的线程是不能搞访问该方法的，所以一个线程调用该方法执行完毕后，生成一个实例对象，并返回它的引用，另一个线程再来调用这个方法的话，就进不了判断了，直接返回该实例对象的引用，所以他是线程安全的

饿汉模式

饿汉模式是线程安全的

pubilc class Singleton{
	private static Singleton singleton = new Singleton();
	private Singleton(){}
	private Singleton getSingleton(){
		return singleton
	}
}

因为在创建对象时候用了static修饰了，所以在该类被加载的时候，就会直接创建该类的实例对象，后面获取实例引用的时候不会造成线程安全的问题。

静态内部类

静态内部类的实现方式，就是在该单例类中，再创建一个静态类，获取该单例类实例后，由内部类创建实例对象再返回出去，是线程安全的。

public class Singleton{
	private static class SingletonHolder{
		private Singleton SINGLETON = new Singleton();
	}
	private Singleton(){}
	private Singelton getSingleton(){
		return SingletonHolder.SINGLETON;
	}
}

注意，静态内部类并不会随着外部类的加载而直接加载，而是在调用该静态方法的时候才会加载，这其实也是一种懒加载的实现。

枚举

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public static Singleton  whateverMethod(){
        return INSTANCE;
    }
}

双重校验锁

顾名思义，双重校验，就是有2重判断，代码实现：

public class Singleton{
	private volatile static Singleton singleton;
	private Singleton(){}
	public static Singleton getSingleton(){
		//第一次校验
		if(singleton == null){
			synchronized(Singleton.class){
				//第二次校验
				if(Singleton==null){
					singleton = new Singleton();
				}
			}
		}
		return singleton;
	}
}

该实现方法是线程安全的，它内部有两重实现第一层在刚进入方法的时候，会判断一次单例对象是否为空，如果不为空则直接返回该对象的引用，否则继续进入方法内部。第一次判断主要是为了效率，如果不为空就不进入，直接返回

可以看到进入后有一个同步代码块，而第二个判断在同步代码块，这样做是为了线程安全。打个比方：

当第一个线程调用了该方法后，先进入第一次校验，进入过后还没来得及执行同步代码块，资源就被第二个线程抢走了，所以这个时候还没有生成实例，这个时候，第二个线程也调用一次这个方法，进入第一重判断后继续执行，然后执行同步代码块，继续进入第二重判断，然后生成实例对象退出，这个时候第一个线程回过神来，继续执行同步代码块，然后第二重判断已经有了实例对象，退出！
如果没有第二重判断，那么第一个线程会再创建一次实例对象，所以这个时候就有2个实例对象，卒！

同时需要注意，在里面有一个关键字volatile，他是一个特征修饰符，作用是指令关键字，实现可见性和有序性。