单例模式有六种方式
- 饿汉式
- 懒汉式，线程不安全
- 懒汉式，线程安全
- 双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）
- 登记式/静态内部类
- 枚举
1) 饿汉式(静态常量)
2) 饿汉式（静态代码块）
3) 懒汉式(线程不安全)
4) 懒汉式(线程安全，同步方法)
5) 懒汉式(线程安全，同步代码块)
6) 双重检查
7) 静态内部类
8) 枚举
单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
注意：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
介绍
意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
关键代码：构造函数是私有的。
优点：
1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
使用场景：
1、要求生产唯一序列号。
2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。
单例模式注意事项和细节说明
1) 单例模式保证了 系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需
要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
2) 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使
用new
3) 单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或
耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数
据库或文件的对象(比如数据源、session工厂等)
饿汉式
1.是否 Lazy 初始化：否
2.是否多线程安全：是
3.描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
4.优点：没有加锁，执行效率会提高。
5.缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
6.结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费
package singleton;
public class Type {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
System.out.println(instance);
System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
}
class Singleton {
private Singleton() {}
private final static Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
package singleton;
public class Type1 {
public static void main(String[] args) {
Singleton1 instance1 = Singleton1.getInstance();
Singleton1 instance2 = Singleton1.getInstance();
System.out.println(instance1==instance2);
}
}
class Singleton1{
private static Singleton1 instance;
private Singleton1(){}
static {
if (instance == null){
instance = new Singleton1();
}
}
public static Singleton1 getInstance(){
return instance;
}
}
懒汉式，线程不安全
1.是否 Lazy 初始化：是
2.是否多线程安全：否
3.实现难度：易
4.描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。
5.结论：在实际开发中，不要使用这种方式.
package singleton;
public class Type2 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("懒汉式2 ， 线程不安全~");
Singleton2 instance = Singleton2.getInstance();
Singleton2 instance2 = Singleton2.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
}
class Singleton2 {
private Singleton2(){}
private static Singleton2 instance;
public static Singleton2 getInstance(){
if(instance == null) {
instance = new Singleton2();
}
return instance;
}
}
懒汉式，线程安全
1.是否 Lazy 初始化：是
2.是否多线程安全：是
3.实现难度：易
4.描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
5.优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
6.缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。
7.结论：在实际开发中，不要使用这种方式.
package singleton;
public class Type3 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("懒汉式2 ， 线程安全~");
Singleton3 instance = Singleton3.getInstance();
Singleton3 instance2 = Singleton3.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
}
class Singleton3 {
private Singleton3(){}
private static Singleton3 instance;
public static synchronized Singleton3 getInstance(){
if(instance == null) {
instance = new Singleton3();
}
return instance;
}
}
双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）
1.是否 Lazy 初始化：否
2.是否多线程安全：是
3.描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
4.优点：没有加锁，执行效率会提高。
5.缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
6.它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。
7.结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式
package singleton;
public class Type4 {
public static void main(String[] args) {
Singleton4 instance = Singleton4.getInstance();
Singleton4 instance2 = Singleton4.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
}
class Singleton4 {
private Singleton4(){}
private static volatile Singleton4 instance;
public static Singleton4 getInstance(){
if(instance == null) {
synchronized(Singleton4.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton4();
}
}
}
return instance;
}
}
登记式/静态内部类
1.是否 Lazy 初始化：是
2.是否多线程安全：是
3.描述：这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
这种方式同样利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 3 种方式不同的是：第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。想象一下，如果实例化 instance 很消耗资源，所以想让它延迟加载，另外一方面，又不希望在 Singleton 类加载时就实例化，因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的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。这个时候，这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。
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.
package singleton;
public class Type5 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("使用静态内部类完成单例模式");
Singleton5 instance = Singleton5.getInstance();
Singleton5 instance2 = Singleton5.getInstance();
System.out.println(instance == instance2);
System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
}
class Singleton5 {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton5() {}
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton5 INSTANCE = new Singleton5();
}
public static synchronized Singleton5 getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
枚举
1.JDK版本：JDK1.5 起
2.是否 Lazy 初始化：否
3.是否多线程安全：是
4.描述：这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。
5.结论：推荐使用
package singleton;
public class Type6 {
public static void main(String[] args) {
Singleton6 instance = Singleton6.INSTANCE;
Singleton6 instance2 = Singleton6.INSTANCE;
System.out.println(instance == instance2);
System.out.println(instance.hashCode());
System.out.println(instance2.hashCode());
instance.sayOK();
}
}
enum Singleton6 {
INSTANCE;
public void sayOK() {
System.out.println("ok~");
}
}
经验之谈：
一般情况下，不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式，建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用第 4 种双检锁方式。
饿汉和懒汉式的区别
1、饿汉式是线程安bai全的,在类创建的同时就已经创建好一du个静zhi态的对象供系统使用,以后不在改变。懒汉式如dao果在创建实例对象时不加上synchronized则会导致对对象的访问不是线程安全的。
2、从实现方式来讲他们最大的区别就是懒汉式是延时加载,他是在需要的时候才创建对象,而饿汉式在虚拟机启动的时候就会创建，饿汉式无需关注多线程问题，写法简单明了，能用则用。真正用到的时候才去建这个单例对象，“饿汉式”是在不管用不用得上，一开始就建立这个单例对象。
