单例模式

所谓单例设计模式，就是采用一定的方法，保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。

1、具体实现步骤

构造器私有化（防止外部new这个实例）
类的内部创建对象
向外暴露一个静态的公共方法
代码实现

2、单例模式注意事项和细节说明

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。
当想实例化一一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new。
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）

3、单例模式方案合集

3.1 饿汉式（静态常量）

3.1.1 饿汉式（静态常量）代码实现

class person{
    //构造器私有化化，外部不能new    
    private person(){}
    //本类内部创建对象实例    
    private final static person onePerson = new person();
    //提供一个公有的静态方法，返回实例对象    
    public static person getPerson(){        
        return person;    
    }
}

3.1.2 优缺点

这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading（懒加载）的效果，如果从始至终未用过这个实例，则会造成内存的浪费。
这种方式基于类加载机制避免了多线程的问题，没有达到Lazy Loading（懒加载）的效果。可用，但有可能造成内存的浪费。

3.2 懒汉式（静态代码块）

3.2.1 懒汉式（静态代码块）代码实现

class person{        
    //构造器私有化化，外部不能new    
    private person(){}
    //本类内部创建对象实例    
    private static person onePerson;        
    //在静态代码块中实例化这个对象    
    static{        
        onePerson = new person();    
    }
    //提供一个公有的静态方法，返回实例对象    
    public static person getPerson(){        
        return person;    
    }     
}

3.2.2 优缺点

优缺点同上（饿汉式静态常量）；

3.3 懒汉式（线程不安全）

3.3.1 懒汉式（线程不安全）代码实现

class person{        
    //本类内部创建对象实例    
    private static person onePerson;        
    //构造器私有化化，外部不能new    
    private person(){}     
    //提供一个公有的静态方法，返回实例对象    
    public static person getPerson(){        
        if(onePerson == null){            
            onePerson = new person();        
        }        
        return person;    
    }     
}

3.3.2 优缺点

起到了Lazy Loading（懒加载）的效果，但是只能在单线程下使用。
如果在多线程下，一个线程进入了if (onePerson == null) 判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
结论：在实际开发中，不要使用这种方式。

3.4 懒汉式（线程安全）

3.4.1 懒汉式（线程安全）代码实现

class person{        
    //本类内部创建静态对象实例    
    private static person onePerson;        
    //构造器私有化化，外部不能new    
    private person(){}     
    //提供一个公有的静态方法，返回实例对象    
    //加入同步处理的代码，解决线程安全的问题    
    public static synchronized person getPerson(){        
        if(onePerson == null){            
            onePerson = new person();        
        }        return person;    
    }     
}

3.4.2 优缺点

解决了线程不安全问题
效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。方法进行同步效率太低
结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

3.5 双重检查单例模式

3.5.1 双重检查单例模式代码实现

class person{    
    //本类内部创建静态对象实例    
    private static volatile person onePerson;        
    //私有化构造方法，外部不能new    
    private person() {}        
    //提供一个公有的静态方法，返回实例对象
    
    public static person getPerson() {        
        //第一次检查，判断是否已经实例化        
        if (onePerson == null) {            
            //如果没有实例化，则为这个对象实例化            
            synchronized (person.class) {                
                //第二次检查，判断是否被其他线程给实例化了                
                if (onePerson == null) {                    
                    //如果没有被实例化，说明自己是第一个进入此方法的线程，并给其实例化。
                    onePerson = new person();
                }
            }
        }
        //返回实例对象
        return onePerson;
    } 
}

3.5.2 优缺点

Double-Check概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null)，直接return实例化对象，也避免的反复进行方法同步。
线程安全；延迟加载；效率较高；
结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式。

3.6 静态内部类单例模式

3.6.1 静态内部类单例模式代码实现

class person{
    //构造方法私有化
    private person(){}        
    //静态内部类，其中有着静态属性
    private static class personInstance {        
        private static final person onePersonInstance = new person();    
    }
    //静态公有方法    
    public static person getPerson() {        
        return personInstance.onePersonInstance;    
    } 
}

3.6.2 优缺点

这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
静态内部类方式在 person 类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getPerson() 方法，才会装载 personInstance 类，从而完成 onePersonInstance 的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
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。
结论：推荐使用。

3.7 枚举单例模式

3.7.1 枚举单例模式代码实现

enum person {    
    //属性    
    onePerson;
    //方法
    public void sayHello() {        
        System.out.println("Hello!");    
    } 
} 

public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        person personOne = person.onePerson;
        person personTwo = person.onePerson;
        System.out.println(personOne == personTwo);
        System.out.println(personOne.hashCode());
        System.out.println(personTwo.hashCode());
        personOne.sayHello();
    } 
}

3.7.2 优缺点

这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能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。
结论：推荐使用。

3.8 反射创建单例模式（新补充）

仔细思考下，我们是不是可以采用工厂方法模式实现单例模式的功能呢？单例模式的核心要求就是在内存中只有一个对象，通过工厂方法模式也可以只在内存中生产一个对象，代码如下所示。

//单例类
public class Singleton {
    //不允许通过new产生一个对象
    private Singleton() {}
    public void doSomething() {
        //业务处理
    }
}

Singleton保证不能通过正常的渠道建立一个对象，那 SingletonFactory 如何建立一个单例对象呢？答案是通过反射方式创建，如代码清单下所示。

//负责生成单例的工厂类
pub1ic class SingletonFactory {
    private static Singleton singleton;
    static{
        try {
            Class cl = Class.forName (Singleton.class.getName());
            //获得无参构造
            Constructor constructor = cl.getDeclaredConstructor();
            //设置无参构造是可访问的
            constructor.setAccessible(true);
            //产生一个实例对象
            singleton = (Sing1eton) constructor.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            //异常处理
        }
    }
    public static Singleton getSingleton() {
        return singleton;
    }
}

通过获得类构造器，然后设置访问权限，生成一个对象，然后提供外部访问，保证内存中的对象唯一。当然，其他类也可以通过反射的方式建立一个单例对象，确实如此，但是一个项目或团队是有章程和规范的，何况已经提供了一个获得单例对象的方法，为什么还要重新创建一个新对象呢？除非是有人作恶。
以上通过工厂方法模式创建了一个单例对象，该框架可以继续扩展，在一个项目中可以产生一个单例构造器，所有需要产生单例的类都遵循一定的规则(构造方法是private)，然后通过扩展该框架，只要输入一个类型就可以获得唯一的一个实例。

单例模式详解