单例模式

1. 概述

• 意图：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。

• 主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

• 何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

• 如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

• 关键代码：构造函数是私有的。

！由于构造器是私有的，因此单例模式类也不能被继承

class A{
    private static A instance = new A();
    private A(){}
    public static A getInstance(){
        return instance;
    }
}

2. 实现单例模式的几种方式

1. lazy（线程不安全）

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

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：否

实现难度：易

描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。

没有加锁最终会体现在 多线程并发时，可能会同时创建出多个实例

2. lazy（线程安全）

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

是否 Lazy 初始化：是

是否多线程安全：是

实现难度：易

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）。

3. starve

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

是否 Lazy 初始化：否

是否多线程安全：是

实现难度：易

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。

它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

4. 枚举

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

JDK 版本：JDK1.5 起

是否 Lazy 初始化：否

是否多线程安全：是

实现难度：易

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。

总结

lazy initialization
主要体现在实例的创建模式。

lazy方式的实例创建发生在类调用时期，即只有调用了getInstance才会创建一个对象，好处是节省内存，未调用时不需消耗额外内存，缺点是实例创建时必须加锁。

非lazy的方式都不用进行加锁，因为实例的创建在类加载时期已经完成了，可以保证一定只有一个实例。

枚举相较于其他的好处在于其可以序列化，且更加简单，同时不需要加锁。