单例模式

单例模式的介绍

单例模式是一种比较常见的设计模式，但是想要在Java中用好单例模式并不简单。在整个系统中，单例类只能有一个实例对象，且需自行完成实例化，并始终对外提供同一实例对象。
在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。

饿汉式的单例模式

public class Singleton {
    //在类加载的时候创建单例实例，私有，只供内部调用
    private static Singleton instance = new Singleton();
    //创建私有无参构造
    private Singleton(){}
    //静态工厂方法
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

饿汉式的特点
1、名字来看就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getInstance的时候，单例是已经存在的了
2、饿汉式天生就是属于线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现线程安全的问题
3、因为饿汉式在开始类创建的时候就实例化一个静态的对象出来，对象在内存中，会占用一定的内存空间。
所以当你第一次调用的时候速度会非常的快，但是如果你不使用，他也会在内存中，比较浪费内存的空间

懒汉式的单例模式

public class Singleton {
   private Singleton(){}
   private static Singleton instance = null ;
   //静态方法工厂
    public static  Singleton getInstance(){
        //只有在第一次真正需要的时候才会去创建
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        //返回单例对象
        return instance;
    }
}

懒汉模式会在真正使用单例对象时才创建单例对象。但在多线程场景中，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，这显然不符合要求。以下都是对getInstance这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全问题

在方法上加锁

public class Singleton {
   private Singleton(){}
   //只有第一次调用的时候才去加载
   private static Singleton1 instance = null ;
   //在方法上加上synchronized
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        //返回单例对象
        return instance;
    }
}

此种锁虽然保证了线程安全，但是每次都要去同步，会影响性能问题

双重校验锁

public class Singleton {
   private Singleton(){}
   //使用volatile关键字防止重排序，因为 new Instance()是一个非原子操作，可能创建一个不完整的实例
   private static volatile Singleton instance = null ;
   //静态方法工厂
    public static  Singleton getInstance(){
        //避免每次加锁，只有在第一次没有创建对象的时候才会加锁
        if (instance == null){
            //加锁，只允许一个线程进入
            synchronized (Singleton.class){
                //只创建一次对象
                if (instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        //返回单例对象
        return instance;
    }
}

在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，
这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗

私有静态内部类

// 私有静态内部类
public class Singleton {
    // 私有构造方法
    private Singleton(){}
    // 私有静态内部类
    private static class SingletonHolder {
       private static final Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
    	// 返回静态内部类中的静态字段
        return SingletonHolder.instance; 
    }   
}

既实现了线程安全，又避免了同步带来的性能影响