Java中的单例设计模式

Java中一共有23种设计模式，而单例设计模式作为其中最常见的一种，主要是为了解决一个类在内存中只存在唯一的对象或实例，其写法主要有两种：懒汉式单例（4种）、饿汉式单例

单例设计模式的实现：
①将类中的构造函数私有化，避免其他类中可以创建该类对象
②在本类中创建一个该类对象，进行实例化过程
③提供共有的静态方法供其他类来使用

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1、饿汉式单例
在类加载，初始化的时候，单例对象便一起创建，占用了内存，但不存在线程安全问题

public class Sington {

    private static final Sington instance = new Sington(); 
    private Sington(){
    }
    public static Sington getInstance(){
        return instance;
    }
    public void loadData(){
        System.out.println("singleton data....");
    }
}

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2、懒汉式单例
类加载初始化的时候没有创建其实例对象，只有当调用getIntance()方法的时候，才会去实例化这个对象，提高了内存使用效率

 public class Sington {

    private static  Sington instance = null;

    private Sington(){
    }
    public static Sington getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Sington();
        }
        return instance;
    }
}

但上述实现单例的过程，存在这样的一种问题，当开启多线程来访问这个类对象，假设有两个线程A和B，当线程A执行到instance = new Sington() ，正在申请内存分配，可能需要0.001us，可就在这段时间内，线程B执行到 if(instance == null) ，这时条件为true，线程B继续往下执行，内存中便有了两个Sington 对象，出现了线程安全问题，为了解决这样的问题，一般我们采用以下四种方式来编写：

①在getInstance()方法上加同步，上this对象锁，保证线程之间互斥，但也因为锁对象影响了该方法的执行效率，毕竟大多数业务情况下是不存在并发执行的。

public class Sington {

    private static  Sington instance = null;

    private Sington(){
    }
    public synchronized static Sington getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Sington();
        }
        return instance;
    }
}

②采用同步代码块+双重判断+votatile关键字保证线程安全，保证只有第一次进来的时候才会有同步锁，提高了效率，同时这里说一下多线程操作同一变量时，共享变量的安全性问题：多个线程在访问一个全局共享变量时，会先把变量从主存中加载到线程各自的工作内存中，然后在工作内存中进行操作，默认情况下，线程之间的变量修改是不可见的；当用volatile修饰变量后，一个线程执行此变量操作前会先和主存中的变量同步，同时修改后会同步刷新到主存中，保证线程之间变量修改的可见性

public class Sington {

    private volatile static  Sington instance = null;

    private Sington(){
    }
    public  static Sington getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Sington.class){
                if(instance == null)
                   instance = new Sington();
            }
        }
        return instance;
    }
}

③静态内部类，利用classloader的加载机制保证类初始化对象时只有一个线程，既是线程安全的，同时又没有性能损耗，日常使用时推荐

public class Sington {

    private static class LazyLoad{
        private  static  Sington INSTANCE = new Sington();
    }
    private Sington(){
    }
    public  static Sington getInstance(){
        return LazyLoad.INSTANCE;
    }
}

④枚举，在访问枚举实例的时候，会先执行构造方法，同时枚举中的属性都是static final类型的，也就表明intance只能被实例化一次，同时，枚举也提供了序列化机制，其实现了Serializable接口

public class Sington {

    private enum LazyLoad{
        INSTANCE;
        private Sington instance;
        LazyLoad(){
            instance = new Sington();
        }

    }
    private Sington(){
    }

    public  static Sington getInstance(){
        return LazyLoad.INSTANCE.instance;
    }
}