sincerit 单例模式(Singleton Pattern)

先引入一个问题：
Windows任务管理器大家都很熟悉，大家可以尝试在计算器上多次单击“启动任务管理器”，看是否可以启动多个任务管理器，在正常情况下，无论启动任务管理器多少次，Windows始终只能弹出一个任务管理器的窗口，也就是说，在一个Windows系统中，任务管理器只存在一个实例，为什么要这样设计呢？
可以从以下两个方面来分析：
其一，如果能弹出多个窗口，且这些窗口的内容完全一致，全部都是重复对象，这必然会浪费系统资源，而且这根本没必要显示这么多个内容完全相同的窗口。
其二，如果弹出的多个窗口内容不一致，问题就更严重了，这意味着在某一瞬间系统资源使用的情况和进程，服务等信息存在多种状态，例如任务管理器A显示CPU使用率为10%，窗口B显示CPU使用率为15%,到底哪个是真实的呢，这会给用户带来误解，更不可取，由此可见，确保Windows任务管理器在系统中有且仅有一个是非常重要的，在实际开发中，有一些类的设计其对象是要保证是唯一的，这就是单例模式的目的所在。

学习时遇到的几个问题
如何保证创建的实例是唯一的？
在创建实例时如何保证是线程安全的(同一时刻多线程访问管理器时保证只能访问唯一的一个管理器)

单例模式
单例模式：确保一个类(Singleton)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，它提供了全局访问方法，是一种对象创建型模式

单例模式结构图：
在这里插入图片描述

单例模式实例对象唯一性创建的方法：

class TaskManager {
  private static TaskManager tm = null; // 聚合的体现：内置一个本身的对象
  private TaskManager() { // private使无法在类外面new出实例
    ....
  }
  public static TaskManager getInstance() { // 暴露出一个可以访问的方法
    if (tm == null) {
       tm = new TaskManager();
    }
    return tm;
  }
}

上面一个是最简单的单例类的设计，其对象在类外是无法被new出来的，因为它的构造方法是私有的，如果要调用其对象是只能通过getInstance()获取，第一次调用getInstance()时就会创建一个对象实例，再次调用时就不会创建新的对象了返回第一次创建的对象，这就保证了对象的唯一性

关于自创建实例对象的方法：
饿汉式单例类

class EagerSingleton {
  private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton(); // final相当于c里面的const
  private EagerSingleton(){}
  public static EagerSingleton getInstance() {
    return instance;
  }
}

饿汉式就是在类加载的时候就已经创建好了实例，就等线程来调用了
优点：保证了线程的安全
缺点：在加载类的时候就创建对象，会影响加载的效率

懒汉式单例类

class LazySingleton {
  private static LazySingleton instance = null;
  private LazySingleton(){}
  sychronized public static LazySingleton getInstance() {
    if (instance == null) {
       instance = new LazySingleton();
    }
    return instance;
  }
}

懒汉式在加载类的时候不自行实例化对象，而是在要得到对象的时候才去实例化
这种技术又称为延迟加载技术(Lazy Load), 即需要的时候再创建实例，
该方法要使用关键词sychronized，避免多个线程同时调用getInstance()

缺点：虽然使用同步锁解决了线程安全问题，但每次调用getInstance使都需要进行线程锁定判断，再多线程高并发访问环境中，将导致系统性能降低。

对于懒汉式的方法进行改进

class LazySingleton {
  private volatile static LazySingleton instance = null;
  private LazySingleton(){}
  public static LazySingleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      sychronized (LazySingleton.class) {
          if (instance == null)  {
             instance = new LazySingleton(); // 创建单例实例
          }
       }
    }
    return instance;
  }
}

该方法使用的是双重检查锁定
在instance前添加volatile，防止编译器在编译优化的时候吧两个if优化成一个，使用volatile
关键字会屏蔽Java虚拟机所做的一些优化

静态内部类创建(推荐使用)

class Singleton {
  private Singleton(){}
  private static class HolderClass { // 静态内部类
    private final static Singleton instance = new Singleton();
  }
  public static Singleton getInstance() {
     return HolderClass.instance;
   }
}

可以实现延迟加载，又可以保证线程安全，不影响系统性能

单例模式总结：
待续

sincerit 单例模式(Singleton Pattern)

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