Java设计模式~单例模式

单例模式

单例（Singleton）模式的定义：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。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

在计算机系统中，还有 Windows 的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程序的日志对象、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、系统中的缓存等常常被设计成单例。

单例模式有 3 个特点：

• 单例类只有一个实例对象；

• 该单例对象必须由单例类自行创建；

• 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；

1、饥饿式单例

该模式的特点: 类一旦加载就创建一个单例，保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了。

是否 Lazy 初始化：否

是否多线程安全：是

实现难度：简单

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。

代码如下：

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

2、懒汉式单例

该模式的特点:类加载时没有生成单例，只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例。

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：是

实现难度：复杂

描述：这种方式采用双重加锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。

getInstance() 的性能对应用程序很关键。

代码如下：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance = null;////保证 instance 在所有线程中同步
    private Singleton() {//private 避免类在外部被实例化
    }  
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {//使用synchronized关键字来同步获取实例，保证单例的唯一性
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

从上述代码可以看到，双重加锁中有两次判断。第一次检查是避免不必要的上锁。相对加锁的懒汉模式而言，第二次检查是，在给当前线程加锁后，例行检查更加安全。

3、枚举

默认枚举实例的创建是线程安全的，并且在任何情况下都是单例。实际上

枚举类隐藏了私有的构造器。

枚举类的域 是相应类型的一个实例对象

是否 Lazy 初始化：否

是否多线程安全：是

实现难度：简单

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 Josh Bloch 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。

代码如下：

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