单例模式

定义

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点

Ensure a class only has one instance, and provide a global point of access to it.

使用场景

• 必须只有一个类的一个实例，并且它必须可以从公知的接入点访问客户端
• 当单个实例应该通过子类化扩展时，客户端应该能够使用扩展实例而不修改它们的代码

典型使用场景

• 日志类
• 数据库连接
• 文件管理器

例子

一个经典的单例：

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

考虑到多线程：

// 1. synchronized  性能差
public class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    // synchronized可以确保只能有一个线程进入下面的程序
    public static  synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

// 2. 急切创建实例，而不用延迟实例化的做法
public class Singleton{
    // JVM加载这个类时马上创建此唯一的单件实例
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static  synchronized Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

// 3. 双重检查加锁 在getInstance()中减少使用同步
public class Singleton{
    // Volatile确保多线程正确地处理instance
    private Volatile static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){ // 检查实例，如果不存在，就进入同步区域
            synchronized (Singleton.class) { // 只有第一次才彻底执行这里的代码
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

参考

iluwatar/java-design-patterns