Java中static的应用之单例模式

单例模式是一种创建对象的设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。由于单例模式只允许存在一个实例，因此它可以节省系统资源并提高程序的性能。在许多情况下，单例模式在应用程序中都是非常有用的，例如数据库连接、日志记录、配置文件等。

单例模式分为饿汉式和懒汉式

1.饿汉式：

        步骤：

                （1）构造器私有化，防止其他类中直接new该类的对象

                （2）在该类的内部创建一个static对象

                （3）向外暴露一个静态的公共方法，返回的是对象

代码：

public class Hungry {
    public static void main(String[] args) {
        //new A();//不能直接new,因为构造器被私有化了
        A a1 = A.getInstance();
        A a2 = A.getInstance();
        System.out.println(a1 == a2);//true,说明a1和a2是同一个对象
    }
}

class A{
    private A() {//构造器私有化，防止其他类中直接new该类的对象
    }
    private static A a = new A();//因为静态方法getInstance中只能调用静态成员,因此这里也要static
    public static A getInstance(){//这边这能是static,因为构造器被私有化了,不能通过该类的对象来访问此方法了,就只能通过类来直接访问了,故必须为static的
        return a;
    }
}

饿汉式之所以被称为“饿汉式”，主要是因为这种方式会在程序启动时就创建对象实例，无论是否需要它，就像是“饿汉一样”，比较着急。在程序运行期间，无论这个单例对象是否会被使用，都会提前创建好，因此会占用一定的系统资源。

这种方式的优点是实现简单、线程安全，不需要进行多线程同步处理，能够保证对象实例的唯一性。缺点是可能会浪费系统资源，如果该对象实例很少被使用，会对系统性能产生一定的影响。

2.懒汉式

        步骤：

                （1）构造器私有化，防止其他类中直接new该类的对象

                （2）在该类的内部定义一个static属性对象，此时并不创建对象

                （3）向外暴露一个静态的公共方法，返回的是对象，但只有当用户首次调用该方法时才会创建一个对象，往后的调用是返回之前的对象

代码：

public class Lazy {
    public static void main(String[] args) {
        B b1 = B.getInstance();
        B b2 = B.getInstance();
        System.out.println(b1 == b2);//true,说明b1和b2是同一个对象
    }
}

class B {
    private B() {构造器私有化，防止其他类中直接new该类的对象
    }

    private static B b;

    public static B getInstance() {
        if (b == null) {//如果为null就创建一个对象
            b = new B();
        }
        return b;
    }
}

懒汉式之所以被称为“懒汉式”，主要是因为在第一次使用该单例对象时才会进行实例化，比较“慢”，就像是“懒汉一样”，不太着急。

这种方式的优点是在程序启动时不会占用系统资源，只有在需要使用时才会进行实例化，能够延迟对象的创建时间，提高系统性能。缺点是需要进行多线程同步处理，否则会出现线程安全问题。

小结：饿汉式于懒汉式的区别与联系：

区别：

1. 初始化时机：饿汉式在类加载时就创建实例对象，而懒汉式在第一次使用时才创建实例对象。
2. 线程安全性：饿汉式是线程安全的，因为实例对象在类加载时就创建，不存在多线程竞争的情况。懒汉式在多线程环境下需要考虑线程安全性，可以使用synchronized关键字或者双重检查锁定等方式来保证线程安全。
3. 性能：饿汉式在类加载时就创建实例对象，因此获取实例对象的速度较快。懒汉式在第一次使用时才创建实例对象，可能会有一定的延迟。

联系：

1. 都是单例设计模式的实现方式，用于保证一个类只有一个实例对象。
2. 都需要私有化构造方法，防止外部直接创建实例对象。
3. 都使用静态方法来获取实例对象。

选择使用饿汉式还是懒汉式取决于具体的需求和场景。如果对性能要求较高，且实例对象的创建和初始化过程较为简单，可以选择饿汉式。如果对性能要求不高，且实例对象的创建和初始化过程较为复杂，可以选择懒汉式。