『设计模式』单例模式

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1. 单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种简单的对象创建型模式。该模式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。

所以要实现单例模式，要做到以下几点：

• 将构造方法私有化，杜绝使用构造器创建实例。
• 需要自身创建唯一的一个实例，并提供一个全局访问入口

2. 单例模式的几种实现

对于单例模式有以下5种实现。

2.1. 懒汉式

该方式是使用synchronized关键字进行加锁，保证了线程安全性。
优点：在第一次调用才初始化，避免了内存浪费。
缺点：对获取实例方法加锁，大大降低了并发效率。

由于加了锁，对性能影响较大，不推荐使用。

public class SingletonLazy {

    /**
     * 私有实例
     */
    private static SingletonLazy instance;

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonLazy() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法（静态工厂方法），该方法使用synchronized加锁，来保证线程安全性
     *
     * @return
     */
    public static synchronized SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLazy();
        }
        return instance;
    }

}

2.2 饿汉式

饿汉式是利用类加载机制来避免了多线程的同步问题，所以是线程安全的。
优点：未加锁，执行效率高。
缺点：类加载时就初始化实例，造成内存浪费。

如果对内存要求不高的情况，还是比较推荐使用这种方式。

public class SingletonEager {

    /**
     * 私有实例，静态变量会在类加载的时候初始化，是线程安全的
     */
    private static final SingletonEager instance = new SingletonEager();

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonEager() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法（静态工厂方法）
     *
     * @return
     */
    public static SingletonEager getInstance() {
        return instance;
    }
}

2.3 双重校验锁

利用了volatile修饰符的线程可见性（被一个线程修改后，其他线程立即可见），即保证了懒加载，又保证了高性能，所以推荐使用。

public class SingletonDCL {

    /**
     * 私有实例，volatile修饰的变量是具有可见性的（即被一个线程修改后，其他线程立即可见）
     */
    private volatile static SingletonDCL instance;

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonDCL() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法（静态工厂方法）
     *
     * @return
     */
    public static SingletonDCL getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingletonDCL.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonDCL();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

2.4 静态内部类

该模式利用了静态内部类延迟初始化的特性，来达到与双重校验锁方式一样的功能。由于需要借助辅助类，并不常用。

public class SingletonInnerClass {

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonInnerClass() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法（静态工厂方法）
     *
     * @return
     */
    public static SingletonInnerClass getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }

    /**
     * 私有静态内部类
     */
    private static class LazyHolder {
        private static final SingletonInnerClass INSTANCE = new SingletonInnerClass();
    }
}

2.5 枚举类

该方式利用了枚举类的特性，不仅能避免线程同步问题，还防止反序列化重新创建新的对象。这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式。

但由于这种编码方式还不能适应，所以实际工作中很少使用。

public enum SingletonEnum {

    INSTANCE;

    public void method() {
        System.out.println("枚举类中定义方法！");
    }

}