Java设计模式之单例模式

单例对象可以分为饿汉单例和懒汉单例。

• 饿汉单例：类加载就会导致该单实例对象被创建。
• 懒汉模式：类加载不会导致该单实例对象被创建，首次使用该对象时才会创建。

饿汉单例的创建

1、静态成员变量实现饿汉式单例

public class A{
    //构造一个私有构造方法，防止外部创建对象
    private A(){}

    //定义一个私有静态变量
    private static A a =  new A();

    //构造唯一的访问对象方法
    public static A getA(){
        return a;
    }
}

2、静态代码块的方式实现饿汉单例

public class A{
    //构造私有构造方法
	private A(){}

	//定义一个私有静态变量
	private static A a;
    //构造静态代码块
	static{
        a = new A();
    }
    //构造获取对象方法
    public static A getA(){
        return a;
    }
}

3、枚举方式实现饿汉单例

public enum A {
    INSTANCE;
}

枚举类实现单例模式是极力推荐的单例实现模式，因为枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次，设计者充分的利用了枚举的这个特性来实现单例模式，枚举的写法非常简单，而且枚举类型是所用单例实现中唯一一种不会被破坏的单例实现模式。

懒汉单例的创建

1、非线程安全

public class A{
    private A(){}
    
    private static A a;

	public static A getA(){
        if(a == null){
            //cpu上下文切换
            a=new A();
        }
        return a;
    }
}

这种创建方式无法满足线程安全。

如果有多个线程同时来访问getA方法，在线程1进入if判断后还未进行实例化对象，cpu停止了线程1的任务去执行其他线程的getA方法，其他线程进入了if内并进行了实例化返回。这时cpu再去接着执行线程1的任务，去实例化对象a并返回，这就导致创建了多个实例化对象。

2、线程安全

public class A{
    private A(){}
    
    private static A a;

    //只需要加入synchronized关键字进行加锁操作即可
	public static A getA(){
        if(a == null){
            //锁对象是当前类对象
            synchronized(A.class){
                //再次进行a对象判断是为了避免非线程安全实现方式同种情况发生
                if(a == null){
                    a=new A();
                }
            }
        }
        return a;
    }
}

以上为双重检查锁模式的实现方式，在单线程模式下可以很好的解决单例、性能、线程安全问题，但在多线程模式下可能会存在空指针异常的情况。 为了避免这种情况可以将单例对象使用volatile修饰。

3、静态内部类方式

静态内部类单例模式中实例由内部类创建，由于 JVM 在加载外部类的过程中, 是不会加载静态内部类的, 只有内部类的属性/方法被调用时才会被加载, 并初始化其静态属性。静态属性由于被static修饰，保证只被实例化一次，并且严格保证实例化顺序。

public class A {

    //私有构造方法
    private A() {}

    private static class AHolder {
        private static final A INSTANCE = new A();
    }

    //对外提供静态方法获取该对象
    public static A getInstance() {
        return Aholder.INSTANCE;
    }
}

静态内部类单例模式是一种优秀的单例模式，是开源项目中比较常用的一种单例模式。在没有加任何锁的情况下，保证了多线程下的安全，并且没有任何性能影响和空间的浪费。