java单例实现方式

定义

单例模式是设计模式中最简单的模式。通常，普通类的构造函数是公有的，外部类可以通过“new 构造函数()”来生成多个实例。但是，如果将类的构造函数设为私有的，外部类就无法调用该构造函数，也就无法生成多个实例。这时该类自身必须定义一个静态私有实例，并向外提供一个静态的公有函数用于创建或获取该静态私有实例。

结构图：

实现：

1.饿汉式

是否 Lazy 初始化：否

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

public class SingleObject {
 
  //创建 SingleObject 的一个对象
  private static SingleObject instance = new SingleObject();
 
  //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
  private SingleObject(){}
 
  //获取唯一可用的对象
  public static SingleObject getInstance(){
     return instance;
  }
}

2.懒汉式

是否 Lazy 初始化：是

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。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
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）。

public class Singleton { 
    private static Singleton instance; 
    private Singleton (){} 
    public static synchronized Singleton getInstance() { 
    if (instance == null) { 
        instance = new Singleton(); 
    } 
    return instance; 
    } 
}

3.双重校验锁（double-checked locking）

是否 Lazy 初始化：是

描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。

public class Singleton { 
    private volatile static Singleton singleton; 
    private Singleton (){} 
    public static Singleton getSingleton() { 
    if (singleton == null) { 
        synchronized (Singleton.class) { 
        if (singleton == null) { 
            singleton = new Singleton(); 
        } 
        } 
    } 
    return singleton; 
    } 
}

4.登记式/静态内部类

是否 Lazy 初始化：是

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 1 种方式不同的是：第 1 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。

public class Singleton { 
    private static class SingletonHolder { 
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
    } 
    private Singleton (){} 
    public static Singleton getInstance() { 
    return SingletonHolder.INSTANCE; 
    } 
}

5.枚举

是否 Lazy 初始化：否

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。

public enum Singleton { 
    INSTANCE; 
    public void whateverMethod() { 
    } 
}

参考：https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html