单例设计模式

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。

单例设计模式有八种方式：

1.饿汉式（静态常量）

• 优点：简单，类装载的时候就完成了实例化，避免了线程同步问题
• 缺点：因为类装载的时候就完成了实例化，没有lazy loading；如果没有用过这个实例，就会造成内存浪费
• 总结：可用，可能造成内存浪费

//饿汉式（静态变量
class Singleton{

    //1. 构造器私有化，外部可以new
    private Singleton(){
    }

    //2.本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();

    //3.对外提供一个共有的静态对象，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

2.饿汉式（静态代码块）

• 跟静态变量优缺点一样！
• 优点：简单，类装载的时候就完成了实例化，避免了线程同步问题
• 缺点：因为类装载的时候就完成了实例化，没有lazy loading；如果没有用过这个实例，就会造成内存浪费
• 总结：可用，可能造成内存浪费

//饿汉式（静态代码块）
class Singleton{

    //1. 构造器私有化，外部可以new
    private Singleton(){
    }

    //2.本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    static { //静态代码块中，创建单例对象
        instance = new Singleton();
    }

    //3.对外提供一个共有的静态对象，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

3.懒汉式（线程不安全）

• 优点:起到了lazy loading的效果
• 缺点：只能在单线程下使用：在if语句那，有可能会产生多个实例
• 结论：实际开发中，不要使用这个方式

//懒汉式（线程不安全
class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的共有方法，当使用到该方法时，才去创建instance，即懒汉式
    public static Singleton getInstance(){
        if(null == instance){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

4.懒汉式（线程安全，同步方法）

• 优点:起到了lazy loading的效果；解决了线程安全问题
• 缺点：效率太低了
• 结论：实际开发中，不推荐使用这个方式

//懒汉式（线程安全，同步方法
class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(null == instance){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

5.懒汉式（线程安全，同步代码块）

• 这种方式，本意是想对第四种实现方式的改进，因为前面同步方法效率太低，改为同步产生实例化的的代码块。
• 但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一致，假如一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。
• 结论：在实际开发中，不能使用这种方式。

6.双重检查

• 进行了两次if的判断，保证了线程安全
• 实例化代码只执行了一次，后面再次访问，判断if直接return实例化对象
• 线程安全；延迟加载；效率较高
• 结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

//懒汉式（线程安全，双重检查方法
class Singleton{
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一个静态的公有方法，加入双重检查的代码，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
    //同时保证了效率，推荐使用
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(null == instance){
            synchronized (Singleton.class){
                if(null == instance){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

7.静态内部类

• 采用类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程
• 静态内部类方式在Singleton类被装载时不会立即实例化，而是在调用getInstance才会装载SingletonInstance
• 优点：避免了线程不安全；利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
• 推荐使用

//静态内部类完成，推荐使用的
class Singleton{
    private static volatile Singleton instance;

    //构造器私有化
    private Singleton(){}

    //写一个静态内部类，该类中有一个静态属性Singleton
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    //提供一个静态的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

8.枚举

• 枚举：避免多线程同步问题，还能防止反序列化重新创建新的对象
• 推荐使用

//使用枚举可以使用单例，推荐使用
enum Singleton{
    INSTANCE; //属性
    public void sayOK(){
        System.out.println("ok~~");
    }
}

单例模式注意事项和细节说明：

• 保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。
• 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new。
• 使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象；创建对象时耗时过多或耗费资源过多（即：重量级对象），但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象（比如数据源、session工厂等）。