边爬岳麓山，边聊单例模式

单例模式就在你身边

windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例模式应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。

Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式，是不是呢，我靠，你能打开两个windows task manager吗？ You can you up!

 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。

数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，使用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。

多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。

列举了这么多的例子，Java代码敲了这么久，不如一边爬爬岳麓山，一边聊聊单例模式！

 

什么是单例模式？

单例模式是一种Java程序设计中一种常见的设计模式，单例模式确保在一个JVM内，某个类至多只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。简而言之，设计单例模式是为了避免不一致状态，避免政出多头。简单归纳其特点：单例模式只能有一个实例；单例类必须自己创建自己的唯一实例；单例类必须给所有其他对象提供这一实例；

 

单例模式设计有什么好处？

    某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销；省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力；试想，交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了；再试想，如果一个军队出现了多个司令员对象同时指挥，肯定会乱成一团；继续试想……我已经不敢想了！所以许多场景下，只能用单例模式！

 

一步步爬山，一步步实现单例模式设计

单例模式就好比爬岳麓山，山顶只有一个，但是爬山路径却有许多，单例模式好比岳麓山顶，单例模式设计方式好比爬山路径，可以很多很多。这里主要介绍三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例。

 

一、懒汉式单例

先上代码：

public class YueluMountain {
	
    private static YueluMountain yuelu=null;
	//构造器私有
	private YueluMountain(){
	}
	
	//生成单例的方法
	public static YueluMountain getInstance(){
		if(yuelu==null){
			yuelu=new YueluMountain();
		}
		return yuelu;
	}
	
}

    懒汉式单例类即在第一次调用的时候实例化自己，YueluMountain将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，YueluMountain的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。

但是懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，要实现线程安全，有以下三种方式，都是对getInstance这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全：

1、在getInstance方法上加同步

//生成单例的方法
	public static synchronized YueluMountain getInstance(){
		if(yuelu==null){
			yuelu=new YueluMountain();
		}
		return yuelu;
	}

2、双重检查锁定

//生成单例的方法
	public static YueluMountain getInstance(){
		if(yuelu==null){
			synchronized (YueluMountain.class){
				if(yuelu==null){
					yuelu=new YueluMountain();
				}
			}
		}
		return yuelu;
	}

3、静态内部类，既可实现线程安全，又避免同步带来的性能影响！

public class YueluMountain {
	
	//构造器私有
	private YueluMountain(){
	}
	
	//静态内部类
	private static class ClimbYuelu{
		private static final YueluMountain yuelu=new YueluMountain();
	}
	
	//生成单例的方法
	public static YueluMountain getInstance(){
		return ClimbYuelu.yuelu;
	}	
}

二、饿汉式单例

先上代码：   

public class YueluMountain1 {
	
	//在类初始化时，自行实例化
	private static final YueluMountain1 yuelu=new YueluMountain1();
	
	//构造器私有
	private YueluMountain1(){
	}

	//获取单例的方法
	public static YueluMountain1 getInstance(){
		return yuelu;
	}
}

    饿汉式单例类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。

 

三、登记式单例

先上代码：

public class YueluMountain2 {

	private static Map map=
			new HashMap();
	
	static {
		YueluMountain2 yuelu=new YueluMountain2();
		map.put(yuelu.getClass().getName(), yuelu);
	}
	
	//受保护的构造器
	protected YueluMountain2(){
	}
	
	public static YueluMountain2 getInstance(String name){
		if(name==null){
			name=YueluMountain2.class.getName();
		}
		if(map.get(name)==null){
			try {
				map.put(name, (YueluMountain2)Class.forName(name).newInstance());
			} catch (InstantiationException e) {
				e.printStackTrace();
			} catch (IllegalAccessException e) {
				e.printStackTrace();
			} catch (ClassNotFoundException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
		return  map.get(name);
	}
	
	//对象调用的测试方法
	public String Test(){
		System.out.println("Hallo ,I'm YueluMountain");
		return "Hallo ,I'm YueluMountain";
	}
	
	//程序主函数
	public static void main(String[] args) {
		YueluMountain2 yuelu=YueluMountain2.getInstance(null);
		yuelu.Test();
	}
}

    类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。登记式单例实际上维护了一组单例类的实例，将这些实例存放在一个Map（登记薄）中，对于已经登记过的实例，则从Map直接返回，对于没有登记的，则先登记，然后返回。 登记式单例内部实现其实还是用的饿汉式单例，因为其中的static方法块，它的单例在类被装载的时候就被实例化了。

 

说点结束语

    关于线程安全：饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法。

    关于资源加载性能：饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

爬完了岳麓山，可以冲个凉水澡，睡个美觉了！