浅谈设计模式之单例模式

0 单例模式简介

单例模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。单例模式指的是单一的一个类，该类负责创建自己的对象，并且保证该对象唯一。该类提供了一种访问其唯一对象的方法，外部需要调用该类的对象可以通过方法获取，不需要实例化类的对象。
关键点：

• 单例类只能有一个实例
• 单例类只能自己创建自己的唯一实例
• 单例类需要给其他对象提供这一实例

1 实现方式

创建一个Singleton单例类，单例类有一个私有的构造方法和私有的唯一静态实例。Singleton对象提供了一个公有的静态方法，供外界调用其唯一的静态实例。SingletonDemo类使用Singleton类来获取Singleton对象。

此处主要用以下三种创建方式举例说明。

1.1 懒汉式，线程安全

• 优点：第一次调用才初始化，避免内存资源浪费
• 缺点：必须要加synchronize锁才能保证单例，但是加锁会影响效率

创建单例类：

public class Singleton {
  //实现方式一：懒汉式 线程不安全
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
    public void show() {
        System.out.println("singleton");
    }
}

调用单例类获取唯一对象实例：

public class SingletonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //获取唯一的可用对象
        Singleton obj = Singleton.getInstance();
        //调用instance的方法
        obj.show();
    }
}

1.2 饿汉式，线程安全

• 优点：没有加锁，执行效率更高
• 缺点：类加载时就会实例化，浪费内存
  该方式基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题。
  创建单例类：

public class Singleton {
  //实现方式二：饿汉式 线程安全
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
    public void show() {
        System.out.println("singleton");
    }
}

1.3 双检锁/双重校验锁

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。

public class Singleton {
  //实现方式三：双重校验锁 线程安全
    private volatile static Singleton instance;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    public void show() {
        System.out.println("singleton");
    }
}

2 小结

• 单例类仅有一个实例，并且对外提供获取实例的方法
• 主要解决一个全局使用的类频繁的创建与销毁
• 构造方法为私有