设计模式之单例

一、设计模式的分类

总体来说设计模式分为三大类：

创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

二、设计模式的六大原则

1. 开闭原则（Open Close Principle）
2. 里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）
3. 依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）
4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
5. 迪米特法则（最少知道原则）（Demeter Principle）
6. 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

三、设计模式实现

3.1 单例模式

单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。

1. 饿汉模式
   优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
   缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。

/**
 * 饿汉模式（可用）
 */
public class EHanSingleton {
    private static EHanSingleton instance = new EHanSingleton();

    private EHanSingleton(){

    }
    public static EHanSingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

2. 静态内部类
   这种方式跟饿汉式方式采用的机制类似，但又有不同。两者都是采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。不同的地方在饿汉式方式是只要Singleton类被装载就会实例化，没有Lazy-Loading的作用，而静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
   优点：避免了线程不安全，延迟加载，效率高。

/**
 * 静态内部类（推荐）
 */
public class InnerSingleton {

    private InnerSingleton(){
    }
    private static class InnerSingletonHolder{
        private final static InnerSingleton instance = new InnerSingleton();
    }

    public static InnerSingleton getInstance(){
        return InnerSingletonHolder.instance;
    }
}

3. 双重检查
   我们进行了两次if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null)，直接return实例化对象。
   优点：线程安全；延迟加载；效率较高。

/**
 * 双重检查[推荐用]
 */
public class Singleton {

    private static volatile Singleton singleton;

    private Singleton() {}

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