单例模式详解
概念
单例模式是指在系统中针对某个类只能存在一个对象实例，在实现过程中，应该注意只能 * 存在 一个实例*，实例不能被修改，同时要保证线程安全。本文是根据韩顺平老师的java设计模式课程总结。
单例模式实现的八种模式
1. 饿汉式（静态常量）
实现步骤如下：
(1) 构造器私有化，防止new;
(2) 在类的内部创建静态常量，防止被修改；
(3) 向外暴露一个静态的公共方法：getInstance，通过该方法可以返回一个类的实例。
代码实现：
public class Singleton1 {
//创建静态常量
private final static Singleton1 instance = new Singleton1();
// 私有化构造函数，防止在外面实例化
private Singleton1() {
}
// 创建静态方法，返回类的实例
public static Singleton1 getInstance() {
return instance;
}
public void printMessage() {
System.out.println("hello!");
}
}
所谓饿汉式即创建对象时就实例化，不需要再方法中就实例化，因为getInstance 是静态方法，所以需要声明静态常量，才能在静态方法中使用。这种方法的优缺点如下：
优点：实现比较简单，在类装载时就完成实例化，而且是静态常量，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，如果从始至终没有使用过这个实例，会造成内存的浪费，如果能保证这个实例一定会被使用，可以使用这种方式创建。
结论：可用，但有可能会造成内存浪费。
2. 饿汉式（静态代码块）
代码实现：
public class Singleton2 {
//构造函数私有化，防止new
private Singleton2() {
}
//创建静态变量，这个变量是在静态代码块中实例化的
private static Singleton2 instance;
static {
instance = new Singleton2();
}
//创建静态方法，返回类的实例对象
public static Singleton2 getInstance() {
return instance;
}
}
这种方式和上面唯一的不同是把静态常量改为了静态变量，并且把实例化放在了静态代码块中实例化。在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例优缺点和上述一致。
3. 懒汉式（线程不安全）
代码实现：
public class Singleton3 {
//私有化构造函数，防止new
private Singleton3() {
}
//声明静态变量，在使用的时候实例化
public static Singleton3 instance;
//提供公共方法，返回类的实例，并且实例化对象
public static Singleton3 getInstance() {
if (instance == null ) {
instance = new Singleton3();
}
return instance;
}
}
优点：起到了 Lazy Loading 的效果（用到才创建），但是只能在单线程下使用。
缺点：如果在多线程下，一个线程进入了 if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。
结论：在实际开发中，不要使用这种方式。
4. 懒汉式（线程安全）
在线程不安全的基础上加入synchronized 关键字，同步代码块。
public class Singleton4 {
// 私有化构造函数，防止new
private Singleton4() {
}
// 声明静态变量，在使用的时候实例化
public static Singleton4 instance;
// 提供公共方法，返回类的实例，并且实例化对象
public static synchronized Singleton4 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton4();
}
return instance;
}
}
优点：解决了线程安全问题
缺点：效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接 return 就行了。方法进行同步效率太低。
结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式
5. 懒汉式（同步代码块）
实现代码：
public class Singleton5 {
//私有化构造函数，防止实例化
private Singleton5(){
}
//创建静态变量
private static Singleton5 instance;
//创建静态方法返回对象实例
public static Singleton5 getInstance(){
if (instance == null) {
synchronized (Singleton5.class) {
instance = new Singleton5();
}
}
return instance;
}
}
说明：这种方式，本意是想对第四种实现方式的改进，因为前面同步方法效率太低， 改为同步产生实例化的代码块。
缺点：但是这种同步并不能起到线程同步的作用（解决不了线程安全的问题）。跟第3种实现方式遇到的情形一致，假如一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行， 另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。
结论：实际开发中不推荐使用。
6. 双重检查
代码实现：
public class Singleton6 {
private Singleton6(){
}
//volatile：可以让修改值立即更新到主存，可以把它理解为轻量级的synchronized
private static volatile Singleton6 instance;
//提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，既解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
public static Singleton6 getInstance(){
if (instance == null) {
synchronized (Singleton6.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton6();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点说明：
1）Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
2）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)后，直接 return 实例化对象，也避免的反复进行方法同步。
3）实现了线程安全；延迟加载；效率较高
4）结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式
7. 静态内部类
代码实现：
public class Singleotn7 {
private Singleotn7(){
}
//写一个静态内部类，该类中有一个静态属性Singleton7，内部类可以访问外部类的成员变量
//关于内部类需要注意：内部类可以比外部类多使用三个修饰符，private、protected、static；
//另外非静态内部类不能拥有静态成员。因为下面的外部类对象是静态的，所以需要定义静态内部类。
//静态内部类属于外部类本身，而不属于外部类的某个对象；静态内部类只能访问外部类的静态成员。
private static class InnerClass{
private static final Singleotn7 INSTANCE = new Singleotn7();
}
//提供一个静态的公有方法，直接返回InnerClass.INSTANCE
public static Singleotn7 getInstance(){
return InnerClass.INSTANCE;
}
优缺点说明：
1）这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
2）静态内部类方式在 Singleton7 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 InnerClass 类，从而完成 Singleton7 的实例化。
3）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。
4）优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
5）结论：推荐使用
8. 枚举
代码实现：
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
// singletonSample.printMessage();
//Singleton1 singleton1 = new Singleton1();
Singleton8 singleton8 = Singleton8.INSTANCE;
singleton8.sayOK();
}
public enum Singleton8 {
INSTANCE;
public void sayOK(){
System.out.println("ok!");
}
}
优缺点说明
1）借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
2）这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
3）结论：推荐使用