java单例模式

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定义

单例模式是用来保证这个类在运行期间只会被创建一个类实例，提供了一个全局唯一访问这个类实例的访问点。

实现

创建自己的唯一实例，构造方法私有化，并提供一个getInstance的方法，让外部来访问这个类的唯一实例。

何时选用单例模式

当需要控制一个类的实例只能有一个，而且用户只能从一个全局访问点访问它时，可以选用单例模式。

1 饿汉式

public class Singleton {
    // 加载该类时，单例就会被实例化
    private static  Singleton instance  = new  Singleton();
    
    // 构造函数 = 私有
    // 原因：禁止他人创建实例 
    private Singleton() {
    }
    
    // 通过调用静态方法获得创建的单例
    public static  Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

2 懒汉式

public class Singleton {
    // 先赋值为Null，需要时才手动调用 getInstance（） 创建    
    private static  Singleton instance  = null；

    private Singleton() {
    }
    
    // 创建单例
    public static  Singleton getInstance() {
    // 先判断单例是否为空，以避免重复创建
    if( instance == null){
        instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

区别
1.饿汉式是典型的空间换时间,类加载时就已实例化
2.懒汉式是典型的时间换空间,调用时才实例化
3.不加同步的懒汉式是线程不安全的。比如，有两个线程，一个是线程A，一个是线程B，它们同时调用getInstance方法，就可能导致并发问题。
4.饿汉式是线程安全的，因为虚拟机保证只会装载一次，在装载类的时候是不会发生并发的。

如何实现懒汉式的线程安全？

双重加锁机制，指的是：进入方法过后，先检查实例是否存在，如果不存在才进入下面的同步块，这是第一重检查。进入同步块后，再次检查实例是否存在，如果不存在，就在同步的情况下创建一个实例。这是第二重检查。

双重加锁机制的实现会使用一个关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量。

3 双重检查加锁

public class Singleton {
    /**
     * 对保存实例的变量添加volitile的修饰
     */
    private volatile static Singleton instance = null;
    private Singleton(){
    }
    public static Singleton getInstance(){
        //先检查实例是否存在，如果不存在才进入下面的同步块
        if(instance == null){
            //同步块，线程安全的创建实例
            synchronized (Singleton.class) {
                //再次检查实例是否存在，如果不存在才真正的创建实例
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }   
}

4 一种更好的单例实现方式,静态内部类

public class Singleton {

    /**
     * 类级的内部类，也就是静态类的成员式内部类，该内部类的实例与外部类的实例
     * 没有绑定关系，而且只有被调用时才会装载，从而实现了延迟加载
     */
    private static class SingletonHolder{
        /**
         * 静态初始化器，由JVM来保证线程安全
         */
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
    
    /**
     * 私有化构造方法
     */
    private Singleton(){
        
    }
    
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

5 枚举方法

根据《Effective Java》中的说法，单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。

public class EnumSingleton{
    private EnumSingleton(){}
    public static EnumSingleton getInstance(){
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    } 
    private static enum Singleton{
        INSTANCE;    
        private EnumSingleton singleton;
        //JVM会保证此方法绝对只调用一次
        private Singleton(){
            singleton = new EnumSingleton();
        }
        public EnumSingleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}