java设计模式之单例模式

背景：

• 最近在看java设计模式，看了几篇关于“单例模式”的文章，决定自己实践一遍整理一下记录下来。
  

定义：

• 在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例。
  

特点：

• 单例类只能有一个实例；
  
• 单例类必须自己创建自己的唯一实例；
  
• 单例类必须给其它对象提供这一实例。
  

要点：

1. 私有构造方法；
   
2. 指向自己实例的私有静态引用；
   
3. 以自己实例为返回值的静态的公有方法。
   

优点：

• 只存在一個實例，減少了內存的開支，特別是一個對象需要頻繁創建銷毀時，而且創建銷毀時性能又無法優化，單例模式的優勢就非常明顯；
  
• 由於單例模式只存在一個實例，所以減少了系統的性能開銷，當一個單例對象產生時如果需要比較多的資源時，則可以在應用啟動時 * 直接生產一個單例，然後永駐內存的方式來解決；
  
• 單例模式可以避免對資源的多重佔用，例如一個寫文件的操作，由於只存在一個實例在內存中，避免對同一個資源文件的同時寫操作；
  
• 單例模式可以在系統設置全局的訪問點，優化和共享資源訪問，例如，可以設計一個單列類，負責所有數據表的映射處理。
  

缺点：

• 單例模式一般沒有接口，擴展很困難，若要擴展，除了修改代碼基本上沒有第二種途徑可以實現；
  
• 隐式使用引起类结构不清晰；
  
• 單例對象如果持有Context，那麼很容易引起內存洩漏，此時需要傳給單例對象的Context最好是Application Context。
  

场景：

• 需要频繁实例化然后销毁的对象；
  
• 创建对象时耗时过多或者资源过多，但又经常用到的对象；
  
• 资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能损耗；
  
• 控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。
  

注意事项：

• 只能使用单例类提供的方法获得单例对象，不能使用反射，否则会实例化出新对象；
  
• 不要做断开单例类对象与类中静态引用的危险操作；
  
• 多线程使用单例共享资源时，注意线程安全问题。
  

代码示范（单例类SingletonDemo）：

1. 第1种：懒汉式（线程不安全）
   1. 代码：
      

      	private static SingletonDemo instance;
      
      	private SingletonDemo() {
      
      	}
      
      	public static SingletonDemo getInstance() {
      		if (null == instance) {
      			instance = new SingletonDemo();
      		}
      		return instance;
      	}
      复制代码

   2. 优缺点：
      1. 优点：在用户第一次调用时才去初始化，节约资源，起到了懒加载的作用。
      2. 缺点：第一次调用时稍慢，因为要初始化，多线程不能正常工作。
2. 第2种：懒汉（线程安全）
   1. 代码：

      	private static SingletonDemo instance;
      
      	private SingletonDemo() {
      	}
      
      	public static synchronized SingletonDemo getInstance() {
      		if (null == instance) {
      			instance = new SingletonDemo();
      		}
      		return instance;
      	}
      复制代码

   2. 优缺点：
      1. 优点：在多线程中能很好的工作。
      2. 缺点：每次调用getInstance()时都需要进行同步，大部分时候都是用不到同步的，造成了资源的浪费，所以不建议使用。
3. 第3种：饿汉式（天生的线程安全）
   1. 代码：

      	private static SingletonDemo instance = new SingletonDemo();
      
      	private SingletonDemo() {
      	}
      
      	public static SingletonDemo getInstance() {
      		return instance;
      	}
      复制代码

   2. 优缺点：
      1. 优点：餓漢式在創建類的同時就創建了靜態實例供對象系統調用，以後不再發生改變， 所以是線程安全的。
      2. 缺点：
         1. 类加载时就完成了初始化，没有达到懒加载的效果；
         2. 在类加载时就初始化了实例，如果想在創建實例前調用某個方法給它傳遞一個參數就變不到了。
            
4. 第4种：DCL(双重检查模式)
   1. 代码：

      	private volatile static SingletonDemo instance;
      
      	private SingletonDemo() {
      	}
      
      	public static SingletonDemo getInstance() {
      		if (null == instance) {
      			synchronized (SingletonDemo.class) {
      			}
      			if (null == instance) {
      				instance = new SingletonDemo();
      			}
      		}
      		return instance;
      	}    复制代码

   2. 实现原理：

• • 在getInstance()时对instance时进行了2次判空，第一次是为了不必要的同步，第二次是为了instance为null * 才创建实例。

1. 优缺点：
   1. 优点：DCL的优点是资源利用率高，第一次执行getInstance()时实例对象才被实例化，效率高。
   2. 缺点：第一次加载时反应稍慢一点，而且有失效的可能。

第5种：静态内部类

1. 代码：

   	private static class SingletonHolder {
   		private static final SingletonDemo INSTANCE = new SingletonDemo();
   	}
   
   	private SingletonDemo() {
   	}
   
   	public static final SingletonDemo getInstance() {
   		return SingletonHolder.INSTANCE;
   	}
   复制代码

2. 实现原理：

• • 第一次加载Singleton类时并不会初始化instance，只有第一次调用getInstance()方法时 * 虚拟机加载SingleHolder并初始化instance，这样不仅能确保线程安全，也能保证实例的唯一性，很合理的单例模式。

第6种：枚举类SingletonEnum

1. 代码：

   	INSTANCE;
   	public void whateverMethon() {
   		
   	}
   复制代码

2. 优缺点：
   1. 优点：避免了线程安全，防止反序列化重新创建新的对象。
   2. 缺点：失去了类的一些特性，没有延时加载。

第7种：注册登记式

1. 这个没看明白，不知道是我阅读的资料有问题还是自己理解力差。希望看到的小伙伴能给我讲一下，最好有可运行的代码示例。感激涕零！！！

总结：

• 以上是阅读了几篇文章之后自己尝试写了几个小例子，毕竟“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”嘛。

参阅资料，非常感激：

1. https://blog.csdn.net/itachi85/article/details/50510124
   
2. https://blog.csdn.net/coder_pig/article/details/54411894
   
3. https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njc5NjM1NQ==&mid=2247483786&idx=1&sn=072991244ec2f259c7049bc80317a728&scene=21#wechat_redirect