java常用的几种单例模式（懒汉式、饿汉式、登记式）

简单的讲，单例模式就是确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
何时用到？线程池、缓存、日志对象、对话框、显卡驱动程序、打印机中都用到，spring中用的最多:Spring Context Factory用的是单例，bean默认都是单例，配置文件也是单例；有些全局性的东西也可以设置为单例。
在java中，java类加载器的先后顺序为：

1. 从上往下（java的变量需要先声明才能使用）
2. 先静态（静态块和static关键字修饰在实例化以前分配内存空间）后动态（对象实例化）
3. 先属性后方法（成员变量不能定义在方法中，只能定义在class下）

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懒汉式：

不着急实例化，需要用的时候才初始化。 

情况一：
/**
 * 懒汉式单例
 * 在第一次调用的时候实例化自己
 */
public class Singleton1 {
    //1、先将构造方法私有化
    private Singleton1() {
    }

    //2、然后声明一个静态变量保存单例的引用
    private static Singleton1 singleton1 = null;

    //3、通过提供一个静态方法来获得单例的引用
    public static Singleton1 getInstance() {  
        if (singleton1 == null) {
            singleton1 = new Singleton1();
        }
        return singleton1;
    }
}
//缺点：1、在反射面前没什么用，因为java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的。2、线程不安全，因为线程访问具有随机性，并发环境可能出现多个singleton1实例。

情况二：
/**
 * 懒汉式单例
 * 保证线程安全
 */
public class Singleton2 {
    //1、先将构造方法私有化
    private Singleton2() {
    }

    //2、然后声明一个静态变量保存单例的引用
    private static Singleton2 singleton2 = null;

    //3、通过提供一个静态方法来获得单例的引用
    //为了保证多线程环境下正确访问，给方法加上同步锁synchronized
    public static synchronized Singleton2 getInstance() {
        if (singleton2 == null) {
            singleton2 = new Singleton2();
        }
        return singleton2;
    }
}
//缺点:在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都有同步，会影响性能，毕竟99%是不需要同步的

情况三：
/**
 * 懒汉式单例
 * 双重锁检查
 * 主要是为了解决线程安全问题
 */
public class Singleton3 {
    //1、先将构造方法私有化
    private Singleton3() {
    }

    //2、然后声明一个静态变量保存单例的引用
    private static Singleton3 singleton3 = null;

    //3、通过提供一个静态方法来获得单例的引用
    //为了保证多线程环境下的另一种实现方式，双重锁检查
    public static Singleton3 getInstance() {
        if (singleton3 == null) {
            //这个classLoader只能加载一次
            synchronized (Singleton3.class) {
                if (singleton3 == null) {
                    singleton3 = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return singleton3;
    }
}
//缺点：在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例时才会做同步，这样也是线程安全的，同时也避免了每次都同步的性能损耗。但是降低了程序响应速度和性能，主要是因为双重锁。

情况四：
/**
 * 懒汉式单例
 * 静态内部类
 */
public class Singleton4 {
    //1、将构造方法私有化
    private Singleton4() {
    }

    //2、先声明一个静态内部类
    //内部类的初始化需要依赖主类，需要先等主类实例化之后，内部类才能开始实例化
    private static class LazyHolder {
        //这里加final是为了防止内部将这个属性覆盖掉
        private static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();
    }

    //3、 同样提供静态方法获取实例
    //这里加final是为了防止子类重写父类
    public static final Singleton4 getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }
}
//这种方式是Singleton4类被装载了，instance不一定被初始化。因为LazyHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载LazyHolder类，从而实例化instance。
//如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton4类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton4类还可能在其他地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。
//总结下这种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以这种是最好的。

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饿汉式：

先实例化。

情况一：

/**
 * 饿汉式单例
 * 在类初始化时，已经自行实例化
 */
public class Singleton5 {
    //1、将默认构造方法私有化
    private Singleton5() {
    }

    //2、声明静态变量，在类实例化之前就初始化变量，将对象引用保存
    private static final Singleton5 singleton5 = new Singleton5();

    //3、开放静态方法，获取实例
    public static Singleton5 getInstance() {
        return singleton5;
    }
}
//缺点：如果这个类一直没用，就显得浪费资源了。        

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注册登记式：

相当于有一个容器装载所有实例，在实例产生之前先检查下容器有没有，如果有就直接取出来，如果没有就先new一个放进去，然后给后面的人用，SpringIoc容器就是一种注册登记式单例。

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * 注册登记式单例
 * 类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取
 */
public class Singleton7 {
    //Spring最底层的这个容器就是一个map，说白了，IOC容器就是一个map
    private static Map map = new ConcurrentHashMap();

    //每个class对应一个map的key，也就是唯一的id
    static {
        Singleton7 singleton7 = new Singleton7();
        map.put(singleton7.getClass().getName(), singleton7);
    }

    //保护默认构造函数
    protected Singleton7() {
    }

    //静态工厂方法，返回此类唯一的实例
    public static Singleton7 getInstance(String name) {
        if (name == null) {
            name = Singleton7.class.getName();
        }
        if (map.get(name) == null) {
            try {
                map.put(name, (Singleton7) Class.forName(name).newInstance());
            } catch (InstantiationException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return map.get(name);
    }
}
//登记式单例实际上维护了一种单例类的实例，将这些实例存放在一个Map中，对于已经登记过的实例，则从Map直接返回，没有登记的，则先登记，然后返回。
//登记式单例内部实现其实还是用的饿汉式，因为其中的static方法块，它的的单例在类被装载时就被实例化了。

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以下为不常用的单例：

枚举式单例

/**
 * 枚举式单例
 */
public enum Singleton6 {
    INSTANCE;

    public void getInstance() {
    }

}
//这种方式不仅能多线程同步问题，而且能防止反序列化重新创建新的对象，不过由于jdk1.5中才加入enum特性，所以不常用

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懒汉式和饿汉式的区别

饿汉就是类一旦被加载，就把单例初始化完成，保证getInstance的时候，单例是已经存在的了，而懒汉比较懒，只有当调用getInstance的时候，才会去初始化这个单例。
可以从以下两点区分：

1、线程安全：
饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全，上面也有几种方法。
2、资源加载和性能：
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会用这个单例，都会占据一定的内存，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成。而懒汉式会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的比较多，性能上会有所延迟，之后就和饿汉式一样了。