设计模式——单例模式详解（边边奋斗史）

单例模式

单例类实例化出来的对象是堆里的一个对象，且是同一个对象

使用场景：

当对象需要频繁的创建和销毁的时候，单例可以提高性能

优点：

.只有一个实例对象，可以节省很多空间。
.对象不会被重复的 new ，降低了对系统资源的重复占用，提高了性能。

缺点：

.只有一个对象的话，无疑扩展性差了很多。（想扩展你就得来改这个 单例类）
.场景比较多的时候，单例就显得很无力了，根本无法应对，这时候还是不要使用单例了
.配合连接池时，不推荐使用，单例又不会死，一直来，池子就满了。

饿汉式

/**
 * @ClassName Hungary 饿汉式单例
 * @Description 最基本的单例模式
 * @Author SkySong
 * @Date 2020-09-15 22:09
 */
public class Hungary {
    //构造器私有
    private Hungary(){
    }
    //先把对象 new 出来
    /**
     * 一上来就创建对象的话 容易造成浪费空间的问题
     * class 被加载时 new 就分配了空间，但我们不一定用
     *  这也奠定了 懒汉式 横空出世 的必要性
     */
    public final static Hungary HUNGARY = new Hungary();

    public static Hungary getInstance(){
        return HUNGARY;
    }
}

懒汉式

基本实现：

/**
 * @ClassName LazyMan 懒汉式 单例
 * @Description
 * @Author SkySong
 * @Date 2020-09-15 22:24
 */
public class LazyMan {
    //还是构造器私有
    private LazyMan(){

    }
    //先不实例化对象
    public static LazyMan lazyMan;
	//当调用时，再创建
    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan == null){
            lazyMan = new LazyMan();
        }
        return lazyMan;
    }
}

分析问题：

如果系统是单线程执行的话，这个写法没有问题。 但多线程就会出现问题……

我们用 10 个线程并发 测试一下

public class LazyMan {
    //还是构造器私有
    private LazyMan(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
    public static LazyMan lazyMan;

    public static LazyMan getInstance(){
        if (lazyMan == null){
            lazyMan = new LazyMan();
        }
        return lazyMan;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    lazyMan.getInstance();
                }
            }.start();
        }
    }
}

结果不一，甚至出现多个 实例

Thread-1
Thread-2
Thread-0


Process finished with exit code 0

这时需要引出我们的 DCL懒汉式

DCL懒汉式

/**
 * @ClassName LazyMan DCL懒汉式 单例
 * @Description 加入锁，解决多线程并发 单例变多例 问题
 * @Author SkySong
 * @Date 2020-09-15 22:24
 */
public class LazyMan {
    //还是构造器私有
    private LazyMan(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
    public static LazyMan lazyMan;
    //DCL懒汉式（双重检测，一层加锁）
    public static LazyMan getInstance(){
        if(lazyMan == null){
            //把类锁住
            synchronized(LazyMan.class){
                if (lazyMan == null){
                    lazyMan = new LazyMan();
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    lazyMan.getInstance();
                }
            }.start();
        }
    }
}

分析问题：

new 对象的过程 不是一个原子性操作！
过程如下：

1.分配空间

2.初始化（执行构造方法）

3.让 引用 指向这个空间

当发生指令重排的时候，会出现问题：

我们希望的执行顺序时 1->2->3
但 CPU 为了提高效率，有可能会 执行为 1->3->2

此时，引用已经指向了空间（lazyMan 在这一时刻后就不在是 null 了），但这个空间还没有完成初始化

为了解决这个问题，刚才的代码需要改进：（给这个对象加上volatile ，防止它指令重排 ）

package single;

/**
 * @ClassName LazyMan 懒汉式 单例
 * @Description
 * @Author SkySong
 * @Date 2020-09-15 22:24
 */
public class LazyMan {
    //还是构造器私有
    private LazyMan(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
    public volatile static LazyMan lazyMan;
    //DCL懒汉式（双重检测，一层加锁）
    public static LazyMan getInstance(){
        if(lazyMan == null){
            //把类锁住
            synchronized(LazyMan.class){
                if (lazyMan == null){
                    lazyMan = new LazyMan();
                }
            }
        }
        return lazyMan;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    lazyMan.getInstance();
                }
            }.start();
        }
    }
}

静态内部类（老汉式 ）

在内部类里调用，这样别人再怎么调用外部类都不会影响到单例。

/**
 * @ClassName Outer
 * @Description
 * @Author SkySong
 * @Date 2020-09-15 23:53
 */
public class Outer {
    private Outer(){

    }
    public static Outer getInstance(){
        return Inner.outer;
    }

    public static class Inner{
        public final static Outer outer = new Outer();
    }
}

That’s all ,…Thank you！！