单例模式(Java代码实现)

单例模式的定义

单例模式确保类只有一个实例，并且提供一个全局的访问点。

懒汉式单例模式：延迟实例化，但节省空间

package com.sxh.singleton;
public class SingleTon {
	/*
	 * volatile关键字确保：当uniqueInstance变量被初始化为SingleTon实例时，多个线程能正确的处理uniqueInstance变量
	 * 分析：volatile修饰的成员变量，在每次被线程访问时，都强制性的从共享内存重读该成员的值；
	 * 当值发生变化是，强制线程将变化值写入共享内存，任何时候不同线程总是看到你某个成员变量的同一个值
	 * */
	private volatile static SingleTon uniqueInstance;//利用一个静态变量来记录SingleTon类的唯一实例
	//其他有用的单件类的数据
	
	
	private SingleTon(){} //类外无法访问
	public  static SingleTon getInstance(){ 
		/*
		 * 使用”双重检查加锁“,在getInstance中减少使用同步
		 * 首先检查是否实例已经创建了，如果尚未创建，才进行同步；只有第一次访问getInstance会同步
		*/
		if(uniqueInstance==null){  //确保只有一个实例
			synchronized (SingleTon.class) { //多线程的情况不会出现问题，线程同步问题
				if(uniqueInstance==null){
					uniqueInstance=new SingleTon();//如果我们不需要这个实例，则永远不会产生
				}
			}			
		}
		return uniqueInstance;
	}
	//其他有用的单件类的方法，单件类也可以是一般的类，具有一般的数据和方法
	
	
}

分析：在需要的情况下，才创建唯一的实例对象，是一种延迟实例化的方法。但是要考虑线程同步的问题，会降低执行效率，是一个以时间换空间的方法。

饿汉式单例模式：急切的创建实例，而不用延迟实例化

代码如下：

package com.sxh.singleton;
public class SingleTon {
	
	private volatile static SingleTon uniqueInstance=new SingleTon();
	//其他有用的单件类的数据	
	
	private SingleTon(){} //类外无法访问
	public  static SingleTon getInstance(){ 
		return uniqueInstance;
	}
	//其他有用的单件类的方法，单件类也可以是一般的类，具有一般的数据和方法
		
}

分析：对静态变量初始化，JVM在类加载时就马上创建唯一的单例对象；

不用考虑线程见同步的问题，但可能会浪费空间，是一种以空间换时间的方法。

IoDH实现单例模式

实现IoDH时，需要在单例类中增加一个静态内部类，在该内部类中创建单例对象，再将该单例对象通过getInstance()方法给外部使用。

代码示例如下：

package com.sxh.singleton;
public class SingleTon {
	
	private SingleTon(){} //类外无法访问
	private static class HolderClass{ //静态内部类
		private static final SingleTon uniqueinstance=new SingleTon(); 
	}
	public  static SingleTon getInstance(){ 
		return HolderClass.uniqueinstance;
	}
	//其他有用的单件类的方法，单件类也可以是一般的类，具有一般的数据和方法
		
}

分析：由于静态单例对象没有作为Singlton的成员变量直接实例化，因此类加载时不会实例化Singleton，第一次调用getInstance()方法时将加载内部类HolderClass，在该内部类中定义一个static类型的静态变量,此时会首先初始化这个成员变量，由Java虚拟机来保证其线程安全性，确保该成员变量只能初始化一次。由于getInstance()方法没有任何线程锁定，因此其性能不会造成任何影响。

通过使用IoDH，既可以实现延迟加载，又可以保证线程安全，不影响系统性能，因此，IoDH不失为一种最好的Java语言单例模式实现方式。

单例模式的背景需求：

 在使用注册表对象、日志对象等情况下，这类对象只能有一个实例；如果有多个实例，可能会导致很多问题产生，例如：程序的行为异常、资源使用过量、或者不一致的结果。

单例模式和全局变量的比较：

  1. 首先可以确保只有一个实例被创建，单例模式也给我们一个全局的访问点，和全局变量一样方便。

2.全局变量和静态变量，在编译时就分配了空间并且初始化；如果将对象赋值给一个全局变量，必须在程序的开始就创建对象；如果对象非常耗费资源，而程序在这次执行过程中又一直没有用到它，就会形成浪费。而使用单例模式，我们可以在需要它的时候才创建对象（延迟实例化）。