Java设计模式之单例模式

定义

单例模式(Singleton Pattern)：确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

特点

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

几种实现方式

饿汉式

public class SingletonHungry {
    private static SingletonHungry singletonHungry = new SingletonHungry();
    private SingletonHungry() {
		System.out.println("SingletonHungry is create");
    }
    public static SingletonHungry getInstance() {
        return singletonHungry;
    }
}

缺点：Singleton实例在什么时候被创建是不受控制的，对于静态成员singletonHungry，它会在类第一次初始化的时候被创建，如果该函数里面有一个静态成员变量，外部有方法引用了这个静态成员变量，该类就会被初始化，那么singletonHungry也会被创建。
解决办法如下：
只有在getInstance()方法被第一次调用的时候，SingletonHungry的实例才会被创建，这个方法巧妙地使用了内部类和类的初始化方法，内部类SingletonHolder被申明为private，使得我们不可能在外部访问并初始化他，只可能在getInstance()内部对SingletonHolder类进行初始化，利用虚拟机的类初始化机制创建单例。

public class SingletonHungry {
    private SingletonHungry() {
        System.out.println("SingletonHungry is create");
    }
    private static class SingletonHolder {
        private static SingletonHungry instance = new SingletonHungry();
    }
    public static SingletonHungry getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

懒汉式

线程不安全，也就是说第一个线程刚好执行到判断为null的时候，第二个线程也进来了，这样就造成了生成两个实例。

public class SingletonDemo {

    private static SingletonDemo singletonDemo = null;

    /**
     * 这里首先要私有构造函数，不允许new实例，只提供一个公共的创建实例方法
     */
    private SingletonDemo() {

    }

    /**
     * 这里用到static是因为这个类构造函数私有化了，不能new实例出来，只有用类直接调用静态方法
     * @return
     * @throws SingletonException
     */
    public static SingletonDemo getSingleton(){
        if (singletonDemo == null) {
            singletonDemo = new SingletonDemo();
        }
        return singletonDemo;
    }

    public void showSingleton() {
        System.out.println("我是单例模式哦！");
    }
}

懒汉式线程安全

直接在创建实例的方法上加synchronized ，这样虽然避免了线程不安全的问题，但是执行效率会很低。

public static synchronized SingletonDemo getSingleton(){
        if (singletonDemo == null) {
            singletonDemo = new SingletonDemo();
        }
        return singletonDemo;
    }

懒汉式高效线程安全

当把变量声明为volatile类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

public class SingletonDemo {

    private volatile static SingletonDemo singletonDemo = null;

    private SingletonDemo() {

    }

    public static SingletonDemo getSingleton(){
        if (singletonDemo == null) {
            synchronized (SingletonDemo.class) {
                if (singletonDemo == null) {
                    singletonDemo = new SingletonDemo();
                }
            }
        }
        return singletonDemo;
    }

    public void showSingleton() {
        System.out.println("我是单例模式哦！");
    }
}