设计模式笔记之单例模式的使用

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简介：单例模式（Singleton Pattern）涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

主要解决：一个全局使用的类实例频繁地创建与销毁。

优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景： 1、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行 2、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

实现案例：单例模式根据需要目前比较流行的机种方式为饿汉式（Hungry）、懒汉式（LazyClass）、双检锁（DCLClass）

注意：懒汉式与饿汉式的根本区别在与是否在类内方法外创建自己的对象。并且声明对象都需要私有化，构造方法都要私有化，这样外部才不能通过 new 对象的方式来访问。饿汉式的话是声明并创建对象(因为他饿)，懒汉式的话只是声明对象，在调用该类的 getinstance() 方法时才会进行 new 对象。

例如下：

/**
 * 是否 Lazy 初始化：是
 * 是否多线程安全：是
 * 实现难度：易
 * 描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
 * 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。 缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。

 */
public class LazyClass {

	private static LazyClass lc;

	private LazyClass() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	
	public static synchronized LazyClass getInstance() {
		if(lc==null) {
			lc= new LazyClass();
		}
		return lc;
	}
}
/**
 * 是否 Lazy 初始化：否
 *  是否多线程安全：是 
 *  实现难度：易 
 *  描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
 *   优点：没有加锁，执行效率会提高。
 * 缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
 *
 */
public class HungryClass {

	private static  HungryClass lc= new HungryClass();

	private HungryClass() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	
	public static  HungryClass getInstance() {
		
		return lc;
	}
}
/**
 * 是否 Lazy 初始化：是 
 * 是否多线程安全：是 
 * 实现难度：较复杂
 *  描述：这种方式采用双锁机制，安全相比于懒汉式而言在多线程情况下仍能保持较高性能。
 */
public class DCLClass {

	/*volatile关键字说明:java内存模型规定所有的变量都存放在主内存当
	 * 中，每个线程在执行的时候，会从主内存当中拷贝一份到自己的工作内存当
	 * 中，线程对变量的读取，操作都是在工作内存当中执行的，不同线程之间也
	 * 不能相互访问其他线程的工作内存，线程之间的变量传递需要通过主内
	 * 存来实现共享。那么什么时候把修改过得变量更新到主内存当中去，volatile
	 * 关键字就是为了解决数据一致性的问题，通俗来说就是线程A对变量的修改，会直
	 * 接刷新到主内存，线程B当中，在对变量进行读取的时候，发现变量是volatile关键字
	 * 修饰的变量，直接放弃从工作内存当中读取，而是从主内存中读取
	 */

	private static volatile DCLClass dcl;

	private DCLClass() {
		super();
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}
	
	public static  DCLClass getInstance() {
		if (dcl==null) {
			
			synchronized(Class.class) {
				if (dcl==null) {
					dcl=new DCLClass();
				}
			}
		}
		return dcl;
	}
}
public class TestClass {

	public static void main(String[] args) {
		Thread t1=new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				int x=0;
				while(x<1000) {
					x++;
					System.out.println("线程一懒汉式："+LazyClass.getInstance().hashCode());
					System.out.println("线程二饿汉式："+HungryClass.getInstance().hashCode());
					System.out.println("线程二双检索："+DCLClass.getInstance().hashCode());
				}
			}
			
		});
		Thread t2=new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				int x=0;
				while(x<1000) {
					x++;
					System.out.println("线程二懒汉式："+LazyClass.getInstance().hashCode());
					System.out.println("线程二饿汉式："+HungryClass.getInstance().hashCode());
					System.out.println("线程二双检索："+DCLClass.getInstance().hashCode());
				}
			}
			
		});
		t1.start();
		t2.start();

	}

}

说明：在将输出结果进行排序后，同一种类所创建的对象对应的hashcode值是一致的（同一个对象）

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