单例模式
1.模式动机
确保一个类只有一个实例，并提供该实例的全局访问点。
2.模式定义
单例模式(Singleton Pattern)：单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。
单例模式的要点有三个：
- 一是某个类只能有一个实例；
- 二是它必须自行创建这个实例；
- 三是它必须向整个系统提供这个实例
单例模式是一种对象创建型模式，单例模式又名单件模式或单态模式。
3.实现方式
1.饿汉式（静态常量）
public class Singleton {
//1.构造器私有化，外部不能New
private Singleton(){
}
//2.本类内部创建对象实例
private final static Singleton instance = new Singleton();
//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
- 优缺点说明：
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优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
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缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到 Lazy Loading 的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费
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这种方式基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 lazy loading 的效果
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结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费
2.饿汉式（静态代码块）
class Singleton2{
//1.构造器私有化，外部不能New
private Singleton2(){
}
private static Singleton2 instance;
static{
//在静态代码块中，创建单例对象
instance=new Singleton2();
}
//3.提供一个公有的静态方法，返回实例对象
public static Singleton2 getInstance(){
return instance;
}
}
- 优缺点说明:
- 这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。
- 结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费
3.懒汉式（线程不安全）
public class Singleton {
//1.构造器私有化，外部不能New
private Singleton(){
}
//2.本类内部创建对象实例
private final static Singleton instance = new com.Singleton.Singleton();
//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
public static com.Singleton.Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
- 优缺点说明：
- 起到了 Lazy Loading 的效果，但是只能在单线程下使用。
- 如果在多线程下，一个线程进入了 if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
- 结论：在实际开发中，不要使用这种方式.
4.懒汉式（线程安全，同步办法）
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
//提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
- 优缺点说明：
- 解决了线程安全问题
- 效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接 return 就行了。方法进行同步效率太低
- 结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式
5.懒汉式（线程安全，同步代码块）
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
//提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class){
instance=new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
和上一个形式差不多，不推荐使用
6.双重校验锁（线程安全）
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {
}
//提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题, 同时解决懒加载问题
//同时保证了效率, 推荐使用
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
- 优缺点说明：
- Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
- 这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断 if (singleton == null)，直接 return 实例化对象，也避免的反复进行方法同步.
- 线程安全；延迟加载；效率较高
- 结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式
7.静态内部类
// 静态内部类完成， 推荐使用
class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
//构造器私有化private Singleton() {
}
//写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//提供一个静态的公有方法，直接返回 SingletonInstance.INSTANCE public static synchronized Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
- 优缺点说明：
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这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
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静态内部类方式在 Singleton 类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用 getInstance 方法，才会装载 SingletonInstance 类，从而完成 Singleton 的实例化。
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类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM 帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
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优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
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结论：推荐使用.
8.枚举
//使用枚举，可以实现单例, 推荐
enum Singleton {
INSTANCE; //属性
public void sayOK() {
System.out.println("ok~");
}
}
- 优缺点说明：
- 这借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
- 这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
- 结论：推荐使用
4.单例模式总结
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单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
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当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用 new
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单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session 工厂等)
4)单例模式的主要优点在于提供了对唯一实例的受控访问并可以节约系统资源；其主要缺点在于因为缺少抽象层而难以扩展，且单例类职责过重。