单例设计模式

一、什么是单例模式

    单例就是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。

二、单例的特点

1、单例只能有一个实例。2、单例类必须创建自己的唯一实例。3、单例类必须向其他类提供这一实例。

三、单例的实现

1、懒汉式

class DBDao{

       private static DBDao dbDaoInstance ;

       private DBDao(){}

       public static DBDao getInstance(){

            if(dbDaoInstance == null)

                   dbDaoInstance = new DBDao();

             return dbDaoInstance ;

      }

}

我们通过一个静态的public方法向外提供出一个单例对象。在需要的时候通过调用getInstance()方法来创建实例称为懒加载。

缺点：没有考虑到线程安全问题，如果多个线程同时访问可能会出现多个实例对象

2、线程安全的懒加载

class DBDao{

     private static DBDao dbDaoInstance ;

     private DBDao(){}

     public static synchronized  DBDao getInstance(){

               if(dbDaoInstance == null) dbDaoInstance = new DBDao();

                return   dbDaoInstance ;

     }

}

---

线程不安全，首先想到的就是加锁。然而并发其实是一种特殊情况，大多时候这个锁占用的额外资源都浪费了，这种打补丁方式写出来的结构效率很低。

3、饿汉式

class DBDao{

     private static DBDao dbDaoInstance =new  DBDao() ;

     private DBDao(){}

     public static DBDao  getInstance(){

              return dbDaoInstance ;

      }

}

饿汉式是在类加载的时候实例化，这种实现是线程安全的。

被static关键字修饰的方法或者变量不需要依赖于对象来进行访问，只要类被加载了，就可以通过类名去进行访问。

static变量 也称作静态变量，静态变量和非静态变量的区别是：静态变量被所有的对象所共享，在内存中只有一个副本，它当且仅当在类初次加载时会被初始化。而非静态变量是对象所拥有的，在创建对象的时候被初始化，存在多个副本，各个对象拥有的副本互不影响。

static成员变量的初始化顺序按照定义的顺序进行初始化。

static方法 一般称作静态方法，由于静态方法不依赖于任何对象就可以进行访问，一般用在工具类中

static代码块 可以用来优化程序性能，是因为它的特性:只会在类加载的时候执行一次。一般用在加载so库。

4、静态持有者模式

public class DBDao{

       private static class DBHolder{

                private static DBDao  instance=new DBDao();

       }

       private DBDao(){}

       public static DBDao getInstance(){

                return DBHolder.instance;

           }

}

静态内部类不会在单例加载时就加载，而是在调用getInstance()方法时才进行加载，达到了类似懒汉模式的效果，而这种方法又是线程安全的。

5、双重校验锁法

class DBDao{

      private volatile static DBDao dbDaoInstance;

      private DBDao(){}

      public static DBDao getInstance{

               if(dbDaoInstance == null){   // Single Checked

                     synchronized(DBDao.class){

                             if(dbDaoInstance ==null)  // Double checked

                                  dbDaoInstance = new DBDao() ;

                      }

               }

              return dbDaoInstance;

      }

}

---

为什么不把整个getInstance()方法设置同步（synchronized）呢？在任何调用这个方法的时候，你都需要承受同步带来的性能开销（同步方法带来的资源占用更大）。然而同步只在第一次调用的时候才被需要，也就是单例类实例创建的时候，所以我们使用了同步代码块。双重检查锁模式，会有两次检查 dbDaoInstance == null，一次不加锁，另一次在临界区代码加锁。

当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值立即被更新到主存。对于volatile变量，所有的写（write）都将先行发生于读（read）。

当线程A访问getInstance()方法进入同步代码块时，线程B也访问getInstance()方法，在执行了Single Checked后挡在了同步代码块外，线程A实例化了对象，退出代码块，解除锁定；线程B进入代码块，在Double checked时发现对象已经实例化了，就退出代码块，解除锁定。这种机制安全的实现了单例。

6、 枚举方法

enum DBDao{

     DBDAOINSTANCE;

     public void methods{

           //要实现的逻辑

     }

}

枚举实现单例模式是创建线程安全的单例模式的最好方法，这种方法在实例创建时提供了内置的线程安全。

枚举可以有成员和成员方法，enum结构不能够作为子类继承其他类，但是可以用来实现接口。此外，enum类也不能够被继承，在反编译中，我们会发现该类是final的，enum有且仅有private的构造器，防止外部的额外构造，这恰好和单例模式吻合。用枚举去实现一个单例，这样的加载时间其实有点类似于饿汉模式，通过在第一次调用时的静态初始化创建的对象是线程安全的。