设计模式之创建型(1)——单例模式

定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

三种写法：

(1)懒汉式

public class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy instance = null;
    private SingletonLazy () {}

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

优点：使用时才创建，节约资源

缺点：线程不安全，因为多线程环境下，new SingletonLazy()可能会执行多次。

改进1：给getInstance()方法加锁。

public class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy instance = null;
    private SingletonLazy () {}

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

问题：多线程环境下，虽然能保证单例，但是每个线程进入getInstance() 方法时，都会挂起其他的线程，即便SingletonLazy已经被实例化了，方法也不是立即返回，而synchronzized是有时间代价的，所以效率不高。

改进2：双重检查

public class SingletonDoubleCheck {
    private static SingletonDoubleCheck instance = null;
    private SingletonDoubleCheck () {}

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

优点：多线程环境下

1. 执行getInstance()方法时，不需要阻塞，如果SingletonDoubleCheck已经被创建，则方法迅速返回对象实例。这是第一层检查的的作用。

2. 只在SingletonDoubleCheck未被初始化的时候才加锁，这是比“改进1”效率高的地方。第二层检查的作用是保证单例。

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问题：new SingletonDoubleCheck()不是一个“原子操作”，就是说这个操作需要n步才能完成，这里涉及一个JVM的话题——指令重排序，这就可能导致先修改了instance的值，再执行真正的构造方法。所以，还是有可能出现一个线程未出这个语句块时，另一个线程进入。（笔者对这个地方，还不太能解释清楚，先做个标记，后面完善）

改进3：加volatile

public class SingletonDoubleCheck {
    private volatile static SingletonDoubleCheck instance = null;
    private SingletonDoubleCheck () {}

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

(2)饿汉式

public class SingletonHungry {
    private static SingletonHungry instance = new SingletonHungry();
    private SingletonHungry () {}

    public static SingletonHungry getInstance() {
        return instance;
    }
}

优点：线程安全，由JVM load机制保证

缺点：过早浪费资源

(3) 静态内部类式(推荐使用)

public class Singleton {
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
    
    private Singleton() {}

    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
}

优点：在使用时才创建实例对象，JVM机制。

设计模式之创建型(1)——单例模式

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