单例模式
定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。
类型：创建型。
适用场景：想确保在任何情况下都只有一个实例（程序计数器、数据库连接池、线程池）。
优点：
- 在内存里只有一个实例，降低了内存开销；
- 可以避免对资源的多重占用；
- 设置全局访问点，严格访问控制；
缺点：没有接口，扩展困难。
重点：
- 私有构造器，禁止从外部创建对象；
- 线程安全；
- 延迟加载，使用时再创建；
- 序列化和反序列化的安全问题；
- 防止反射；
1、懒汉式
public class LazySingleton {
private static LazySingleton lazySingleton = null;
private LazySingleton(){}
public static LazySingleton getInstance(){
if (lazySingleton==null){ // 线程不安全
lazySingleton = new LazySingleton();
}
return lazySingleton;
}
}
懒汉式改进方案一：
加synchronized关键字，实现同步锁，比较消耗资源。在静态方法上添加synchronized关键字锁的是类的class文件，如果加锁的不是静态方法，则锁的是堆内存中新生成的对象。
public synchronized static LazySingleton getInstance(){
if (lazySingleton==null){
lazySingleton = new LazySingleton();
}
return lazySingleton;
}
懒汉式改进方案二：
使用双重校验（Double-Check）加volatile关键字，既保证了性能，也兼顾了线程安全。需要注意的是对象创建过程中指令重排序的问题，Java语言规范中规定线程执行Java程序过程中必须遵守"intra-thread semantics"规定，保证重排序不会改变单线程内的程序执行结果，重排序可以提高程序的执行性能。volatile关键字可以使所有线程可以知道共享内存的最新状态，保证了内存的可见性。volatile关键字修饰的共享变量在进行写操作时，会多出一些汇编代码，这些汇编代码主要有两个作用：1、首先将当前处理器中缓存行的数据写回到系统内存，会使其他cpu中缓存了该内存地址的数据无效，于是这些cpu又从共享内存中同步数据，这样就保证了内存的可见性，这里面主要使用的是缓存一致性协议。
对象创建的步骤：1、分配对象的内存空间；2、初始化对象；3、设置instance指向内存空间；但是由于指令重排序现象的存在，2和3的执行顺序有可能颠倒，导致双重校验失败。
public class LazyDoubleCheckSingleton {
private volatile static LazyDoubleCheckSingleton lazyDoubleCheckSingleton = null;
private LazyDoubleCheckSingleton(){}
public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance(){
if (lazyDoubleCheckSingleton==null){
synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class){
if (lazyDoubleCheckSingleton==null){
lazyDoubleCheckSingleton = new LazyDoubleCheckSingleton();
}
}
}
return lazyDoubleCheckSingleton;
}
}
2、静态内部类
静态内部类的优点：
外部类加载时并不需要立即加载内部类，内部类不被加载则不去初始化instance，故而不占内存。即当StaticInnerClassSingleton第一次被加载时，并不需要去加载InnerClass，只有当getInstance()方法第一次被调用时，才会去初始化instance,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载InnerClass类，这种方法不仅能确保线程安全，也能保证单例的唯一性，同时也延迟了单例的实例化。
静态内部类的缺点：
静态内部类有一个致命的缺点，就是传参的问题，由于是静态内部类的形式去创建单例的，故外部无法传递参数进去，例如Context这种参数。
public class StaticInnerClassSingleton {
private static class InnerClass{
private static StaticInnerClassSingleton staticInnerClassSingleton = new StaticInnerClassSingleton();
}
public static StaticInnerClassSingleton getInstance(){
return InnerClass.staticInnerClassSingleton;
}
private StaticInnerClassSingleton(){}
}
Java虚拟机在有且仅有的5中场景下会对类进行初始化：
- 遇到new、getstatic、setstatic或者invokestatic这4个字节码指令时，对应的java代码场景为：new或者实例化一个对象时、读取或设置一个静态字段时(final修饰、已在编译期把结果放入常量池的除外)、调用一个类的静态方法时；
- 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没进行初始化，需要先调用其初始化方法进行初始化；
- 当初始化一个类时，如果其父类还未进行初始化，会先触发其父类的初始化；
- 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的类)，虚拟机会先初始化这个类；
- 当使用JDK 1.7等动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果是REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化；
静态内部类如何保证线程安全：
虚拟机会保证一个类的clinit方法在多线程环境中被正确地加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的clinit方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行clinit方法完毕。如果在一个类的clinit方法中有耗时很长的操作，就可能造成多个进程阻塞(需要注意的是，其他线程虽然会被阻塞，但如果执行clinit方法后，其他线程唤醒之后不会再次进入clinit方法。同一个加载器下，一个类型只会初始化一次。)在实际应用中，这种阻塞往往是很隐蔽的。
3、饿汉式
饿汉式在类加载时就完成对象的初始化，不能像懒汉式那样延迟加载，在一定程度上会造成资源的浪费，但是最简单。final关键字修饰的变量必须在类加载结束前完成初始化，类加载时会执行静态代码块，可用于配置文件的初始化。
public class HungrySingleton {
private static final HungrySingleton hungrySingleton;
static {
hungrySingleton = new HungrySingleton();
}
public static HungrySingleton getInstance(){
return hungrySingleton;
}
}
