设计模式详解之单例模式

一、定义

单例模式是创建型的

定义：确保一个类只有一个实例，并提供该实例的全局访问点

组成：使用了一个私有构造函数、一个私有静态变量以及一个公有静态函数来实现。

私有构造函数保证玩了不能通过构造函数来创建对象实例，只能通过公有静态函数返回唯一的私有静态变量。

二、实现

1、饿汉式

应用场景：

1、初始化时就需创建单例

2、单例对象要求初始化速度快，占用内存小

原理：

依赖JVM类加载机制，保证单例只被创建一次

优点：

1、线程安全

2、初始化速度快

3、占用内存小

缺点：

1、创建时机不可控制

private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

2、枚举类型

应用场景：

1、初始化时就需创建单例

2、单例对象要求初始化速度快，占用内存小

原理：

1、枚举类型 = 不可被继承的类

2、每个枚举元素 = 类静态常量 = 依赖JVM 类加载机制，保证单例只被创建1次

3、枚举元素都通过静态代码块来进行初始化

4、构造方法访问权限 默认 = 私有 （private）

5、大部分方法都是final

优点：

1、线程安全

2、自由序列化

3、实现更加简单、简洁

缺点：

1、创建时间不可控制

public enum Singleton {
    uniqueInstance;
}

3、懒汉式

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

1、类加载时，先不自动创建单例

2、需要时手动创建单例

优点：

1、按需加载单例

2、节约资源

缺点：

1、线程不安全

public class Singleton {

    private static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

4、同步锁

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

1、使用同步锁 synchronized 锁住创建单例的方法

优点：

1、线程安全

缺点：

1、造成过多的同步开销

5、双重校验锁

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

锁一：若单例已创建，则直接返回已创建的单例，无需再执行加锁操作

锁二：防止多次创建单例问题

优点：

1、线程安全

2、节约资源

缺点：

1、实现复杂

public class Singleton {

    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

6、静态内部类

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

1、在静态内部类里创建单例，在装载该内部类时才会去创建单例
2、类是由JVM加载，而JVM只会加载1遍，保证只有一个单例

优点：

1、线程安全

2、节省资源

3、实现简单

public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}