设计模式——单例模式

单例模式分为懒汉式和饿汉式两种

       在有些系统中，为了节省内存资源、保证数据内容的一致性，对某些类要求只能创建一个实例，这就是所谓的单例模式. 例如，Windows 中只能打开一个 任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费， 或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

单例模式有 3 个特点：

1. 单例类只有一个实例对象；

2. 该单例对象必须由单例类自行创建；

3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；

懒汉式单例模式：

在类加载时便进行单例对象的创建，不会因为线程产生不安全原因

public class Wonder {
    public static Wonder wonder=new Wonder();

    private Wonder(){}

    public static Wonder getWonder(){
        return wonder;
    }
}

饿汉式单例模式：

在使用访问方法时才进行单例对象进行生成操作，在多线程的情况下有问题

public class Wonder {
    public static Wonder wonder;

    private Wonder(){}

    public static Wonder getWonder(){
      if(wonder==null){
          try {
              Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          wonder=new Wonder();
      }
      return wonder;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Wonder.getWonder());
            }).start();
        }
    }
}

所以需要处理线程安全问题，可以给访问方法添加锁

public class Wonder {
    public static Wonder wonder;

    private Wonder(){}

    public static synchronized Wonder getWonder(){
      if(wonder==null){
          try {
              Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          wonder=new Wonder();
      }
      return wonder;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Wonder.getWonder());
            }).start();
        }
    }
}

但是虽然给方法加锁以后，线程安全解决了，但是效率下去了 ，所以我们可以给代码块加锁，并使用双重判断，再给单例对象使用volatile关键字，防止指令重排生成半成品对象

//懒汉模式
public class Wonder1 {
    public static volatile Wonder1 wonder1;   //防止指令重排出现半成品对象

    private  Wonder1(){};

    public static Wonder1 getWonder1(){
        if(wonder1==null){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //防止多个线程进入到此等待锁释放
            synchronized (Wonder1.class){
                //当上一层的线程获得锁后再次判断是否已经初始化过
                if(wonder1==null){
                    wonder1=new Wonder1();
                }
            }
        }
        return wonder1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Wonder1.getWonder1());
            }).start();
        }
    }
}

JAVA 中的例子：

Runtime 类

Jdk 中的源码 Runtime 类就是一个单例类，利用 Runtime 类可以启动新的进程或进行相关运行时环境的操作。比如，取得内存空间以及释放垃圾空间。 Runtime 类属于典型的单例设计。