单例模式详解
单例模式（创建型模式）
基本介绍
单例模式指在整个应用中，某个类只存在一个实例对象，且该类只提供一个取得其对象实例的方法。
应用
JDK的Runtime中使用到了饿汉式单例模式
单例模式的八种方式
（1）饿汉式（静态常量）
（2）饿汉式（静态代码块）
（3）懒汉式（线程不安全）
（4）懒汉式（线程安全，同步方法）
（5）懒汉式（线程安全，同步代码块）
（6）双重检查
（7）静态内部类
（8）枚举
饿汉式（静态常量）（可以使用）
代码实现
//饿汉式（静态常量）
public class Hunger {
private Hunger(){
}
private static final Hunger instance=new Hunger();
public static Hunger getInstance(){
return instance;
}
}
优缺点
-
优点：写法简单，类加载时完成了实例化，避免了线程同步问题。
-
缺点：类加载时完成了实例化，没达到lazy loading（惰性加载）的效果，若从不会用到这个实例会造成内存浪费。
原因：不一定是通过调用getInstance()方法导致类加载，有可能是其他的方式导致类加载
-
总结：这种单例模式可用，可能造成内存浪费。
饿汉式（静态代码块）（可以使用）
代码实现
//饿汉式（静态代码块）
public class Hunger {
private Hunger(){
}
private static Hunger instance;
static {
instance=new Hunger();
}
public static Hunger getInstance(){
return instance;
}
}
优缺点
同上述静态属性的优缺点
懒汉式（线程不安全）
代码实现
public class Lazy {
private Lazy(){
}
private static Lazy instance;
public static Lazy getInstance() {
if(instance==null){
instance=new Lazy();
}
return instance;
}
}
优缺点
- 优点：起到了lazy loading的效果，但只能在单线程下使用，
- 缺点：在多线程下可能产生多个实例，多线程不安全
- 结论：实际开发中不建议使用。
懒汉式（线程安全，同步方法）
代码实现
//懒汉式（线程安全）
public class Lazy {
private Lazy(){
}
private static Lazy instance;
//加入同步处理代码，解决线程不安全问题
public static synchronized Lazy getInstance() {
if(instance==null){
instance=new Lazy();
}
return instance;
}
}
优缺点
- 优点：解决了线程不安全问题
- 缺点：效率低，每个线程想要获得类的实例时，执行getInstance()方法都要进行同步，
- 实际开发时不推荐使用
懒汉式（线程安全，同步代码块）
代码实现
//懒汉式（线程安全）
public class Lazy {
private Lazy(){
}
private static Lazy instance;
public static Lazy getInstance() {
if(instance==null){
//此处加入了同步代码块，当两线程都进入了判断语句，还是有可能造成两个实例的产生。
synchronized (Lazy.class){
instance=new Lazy();
}
}
return instance;
}
}
优缺点
- 这种方法本意是对懒汉式同步方法的改进，因为懒汉式同步方法的效率太低。将其更改为同步产生实例的代码块
- 但这种同步方法并不能起到线程同步的作用，只要两个线程都进入了判断语句，还是有可能产生多个实例。
- 实际开发中不使用。
双重检查（推荐使用）
代码实现
//双重检测（线程安全）
public class Lazy {
private Lazy(){
}
//volatile:保证了一致性，不保证原子性，禁止指令重拍
private volatile static Lazy instance;
public static Lazy getInstance() {
if(instance==null){
//加入同步代码块
synchronized (Lazy.class){
//进行第二次检测
if(instance==null){
instance=new Lazy();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点
- Double-Check概念是多线程开发中经常使用的，进行了两次if(instance==null)检查，保证了线程安全。
- 这样的设计使得实例化代码只执行一次：后面的·1访问都是直接return实例化对象，避免反复进行方法同步。
- 优点：线程安全，延迟加载，效率较高，
- 结论：实际开发中建议使用。
静态内部类（推荐使用）
代码实现
//静态内部类（线程安全）
public class Lazy {
private Lazy(){
}
public static Lazy getInstance(){
return inner.INSTANCE;
}
static class inner{
private static final Lazy INSTANCE=new Lazy();
}
}
优缺点
- 采用了类装载的机制保证了初始化实例时，只有一个线程。
- 静态内部类方法在此类被加载时不会立即实例化，只有在调用getInstance()方法时才会加载其内部类并完成此类的实例化。
- 类的静态属性只会在第一次加载类时初始化，此处，JVM帮助我们保证了线程的安全性。类初始化时，别的线程无法进入。
- 优点：避免了线程不安全，使用静态内部类的特点实现了延迟加载，效率高。
- 结论：推荐使用。
枚举（推荐使用）
代码实现
public enum Singleton {
INSTANCE;//属性
public void sayOk(){
System.out.println("ok~~");
}
}
优缺点
- 优点：借用枚举来实现单例模式，不仅能避免多线程同步问题，而且可以防止反序列化重新创建新的对象。
- 结论：推荐使用
注意事项
- 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。
- 要实例化一个单例类时，使用相应获取对象的方法而不是new();
- 单例模式使用场景：需要频繁进行创建或销毁的对象；创建对象时耗时过多或耗费资源过多（重量级对象）且经常使用的对象，工具类对象，频繁访问数据库或文件的对象（如：数据源，session工厂等 ）
