设计模式之单例模式

---

1.单例模式定义

Java中单例模式定义：“一个类有且仅有一个实例，并且自行实例化向整个系统提供。”

这种模式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。

• 意图：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。
• 主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
• 何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。
• 如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。
• 关键代码：构造函数是私有的。

2.单例模式的多种实现

2.1 恶汉模式

public class Singleton {      private static Singleton instance = new Singleton();      private Singleton (){}      public static Singleton getInstance() {      return instance;      }  }  

饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以天生是线程安全的
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。

2.2 懒汉模式

2.2.1 懒汉线程不安全

/** * 懒汉   有线程安全问题 */public class LazySingleton {    private static LazySingleton sig_instance=null;    private LazySingleton(){}    public static LazySingleton getInstance(){        if(sig_instance==null){            sig_instance = new LazySingleton();        }        return sig_instance;    }}

2.2.2 懒汉线程安全

通过加锁实现线程安全

public static synchronized Singleton getInstance() {           if (single == null) {                 single = new Singleton();           }            return single;  }

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。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

2.2.2 双重检查锁定

public class Singleton {      private volatile static Singleton singleton;      private Singleton (){}      public static Singleton getSingleton() {      if (singleton == null) {          synchronized (Singleton.class) {          if (singleton == null) {              singleton = new Singleton();              }          }      }      return singleton;      }  } 

这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能

2.3 静态内部类

public class Singleton {      private Singleton (){}      private static class SingletonHolder {          private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();      }      public static final Singleton getInstance() {           return SingletonHolder.INSTANCE;      }  } 

这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance

2.4 枚举法

public enum Singleton {      INSTANCE;      public void whateverMethod() {      }  } 

描述：这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
这种方式是 Effective Java 作者 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。

3. 总结

一般情况下，建议使用饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用静态内部类方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用双检锁方式。