Java设计模式之单例模式

一、单例模式

       是Java多种设计模式中较为常用的一种，在它的核心结构中只包含了一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类只有一个实例。

二、模式要求

1、自己的构造方法必须私有化

2、类的内部自己创建一个自己唯一的实例

3、要提供一个公开的静态方法供其他对象获取该实例

三、几种实现方式

• 饿汉式

public class Simple {
	private static Simple simple = new Simple();
	
	private Simple() {
		
	}
	
	public static Simple getInstance() {
		return simple;
	}
}

         这种实现方式在类加载时进行实例化，没有延迟加载，是线程安全的。   

• 懒汉式

public class Slacker {

	private static volatile Slacker slacker = null;
	
	private Slacker() {
		
	}
	
	/**
	 * 最简单的懒汉式实现
	 * @return
	 */
	public static Slacker getInstance() {
		if(slacker == null) {
			slacker = new Slacker();
		}
		return slacker;
	}

}

  这种实现方式是最基本的实现，最大的问题是不支持多线程，并发访问方法会获得不止一个实例，所以严格来讲不是单例模式。

public class Slacker {
        //volatile关键字的作用
	//1、保证内存可见性:保证每个线程访问volatile修饰的共享变量时获取到的都是最新的。
	//2、防止指令重排序--通过内存屏障实现
	private static volatile Slacker slacker = null;
	
	private Slacker() {
		
	}

        /**
	 * 加synchronized关键字解决线程同步问题
	 * @return
	 */
	public static synchronized Slacker getInstanceSync() {
		if(slacker == null) {
			slacker = new Slacker();
		}
		return slacker;
	}

}

         这种通过在方法上加synchronized锁实现的方式，可以解决线程并发访问的问题，实现单例，但是加锁后会影响效率，所以往往不这样使用。

• 双重检查锁

public class Slacker {
	//volatile关键字的作用
	//1、保证内存可见性:保证每个线程访问volatile修饰的共享变量时获取到的都是最新的。
	//2、防止指令重排序--通过内存屏障实现
	private static volatile Slacker slacker = null;
	
	private Slacker() {
		
	}

        /**
	 * 双重检查锁解决线程同步问题
	 * @return
	 */
	public static Slacker getInstanceDoubleLock() {
		if(slacker == null) {
			synchronized (Slacker.class) {
				if(slacker == null) {
					slacker = new Slacker();
				}
			}
		}
		return slacker;
	}
	

}

         这种方式采用双锁机制，能够适应多线程并发访问的情况，且能保持高性能。

• 静态内部类实现

/**
 * 静态内部类方式实现单例模式
 * 
 * 当StaticInnerClass第一次被加载时，并不需要去加载StaticInnerClassHoler，只有当getInstance()方法第一次被调用时，
 * 才会去初始化staticInnerClass,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载StaticInnerClassHoler类，这种方法不仅能
 * 确保线程安全，也能保证单例的唯一性，同时也延迟了单例的实例化。
 * 
 * @author chenf
 *
 */
public class StaticInnerClass {
	private StaticInnerClass() {

	}

	// 静态内部类
	private static class StaticInnerClassHoler {
		// 在静态内部类中定义外部类的实例
		private static StaticInnerClass staticInnerClass = new StaticInnerClass();
	}

	/**
	 * 获取时调用静态内部类的类属性获取外部类的实例
	 * 
	 * @return
	 */
	public static StaticInnerClass getInstance() {
		return StaticInnerClassHoler.staticInnerClass;
	}
}

       这种方式不仅可以实现多线程的安全访问，同时还可以使用内部类加载机制达到延迟加载的目的。

• 利用枚举