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23种设计模式之单例模式
来源：cnblogs　　作者：锻心　　时间：2019/7/29 9:11:25　　对本文有异议

单例模式

单例模式分八种方式

1）饿汉式（静态常量）
2）饿汉式（静态代码块）
3）懒汉式（线程不安全）
4）懒汉式（线程安全，同步方法）
5）懒汉式（线程安全，同步代码块）
6）双重检查
7）静态内部类
8）枚举

饿汉式（静态常量）

  1. public class SingletonTest01 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.  
  4.         // 测试
  5.         Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  6.         Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  7.  
  8.         System.out.println(s1 == s2); // true
  9.     }
  10. }
  11.  
  12. /**
  13.  * 饿汉式（静态变量）
  14.  * */
  15. class Singleton {
  16.  
  17.     /**
  18.      * 构造函数私有化，外部不能new
  19.      * @param []
  20.      * @date 2019/7/28 9:50
  21.      **/
  22.     private Singleton() {
  23.  
  24.     }
  25.  
  26.     /**
  27.      * 本类内部创建实例对象
  28.      * */
  29.     private final static Singleton instance = new Singleton();
  30.  
  31.     /**
  32.      * 对外提供接口获取对象
  33.      * @param []
  34.      * @date 2019/7/28 9:51
  35.      * @return Singleton
  36.      **/
  37.     public static Singleton getInstance() {
  38.         return instance;
  39.     }
  40.  
  41. }

　　优缺点说明：
1）优点：这种写法比较简单，就是在类加载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
2）缺点：在类加载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading（懒加载）的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。
3）结论：这种方式可用，可能造成内存浪费。

饿汉式（静态代码块）

  1. public class SingletonTest02 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 测试
  4.         Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
  5.         Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
  6.  
  7.         System.out.println(singleton1 == singleton2); // true
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 饿汉式（静态代码块）
  13.  * */
  14. class Singleton {
  15.  
  16.     /**
  17.      * 构造函数私有化，外部不能new
  18.      * @param []
  19.      * @date 2019/7/28 9:50
  20.      **/
  21.     private Singleton() {
  22.  
  23.     }
  24.  
  25.     /**
  26.      * 本类内部创建实例对象
  27.      * */
  28.     private static Singleton instance;
  29.  
  30.     /**
  31.      * 在静态代码块中实例化对象
  32.      * */
  33.     static {
  34.         instance = new Singleton();
  35.     }
  36.  
  37.     /**
  38.      * 对外提供接口获取对象
  39.      * @param []
  40.      * @date 2019/7/28 9:51
  41.      * @return Singleton
  42.      **/
  43.     public static Singleton getInstance() {
  44.         return instance;
  45.     }
  46. }

　　优缺点：
1）这种方式和上面的方式类似的，优缺点一致。
2）结论：这种方式可用，但可能会造成内存浪费。

懒汉式（线程不安全）

  1. public class SingletonTest03 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 测试
  4.         Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
  5.         Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
  6.  
  7.         System.out.println(singleton1 == singleton2); // true
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 懒汉式（线程不安全）
  13.  * */
  14. class Singleton {
  15.  
  16.     /**
  17.      * 创建未初始化的对象
  18.      * */
  19.     private static Singleton instance;
  20.  
  21.     /**
  22.      * 构造函数私有化
  23.      * */
  24.     private Singleton() {
  25.  
  26.     }
  27.  
  28.     /**
  29.      * 对外提供接口并实例化对象
  30.      * 当使用该方法时，才实例化对象
  31.      * */
  32.     public static Singleton getInstance() {
  33.         if (instance == null) {
  34.             instance = new Singleton();
  35.         }
  36.         return instance;
  37.     }
  38.  
  39. }

　　优缺点：
1）起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程的环境下使用。
2）如果在多线程下，一个线程进入if(singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了判断语句，这是就会造成多实例现象。
3）结论：在实际开发中，不可使用。

懒汉式（同步方法，线程安全）

  1. public class SingletonTest04 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 测试
  4.         Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  5.         Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  6.  
  7.         System.out.println(s1 == s2);
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 懒汉式（同步方法，线程安全）
  13.  * */
  14. class Singleton {
  15.  
  16.     /**
  17.      * 创建未实例化对象
  18.      * */
  19.     private static Singleton instance;
  20.  
  21.     /**
  22.      * 构造函数私有化
  23.      * */
  24.     private Singleton(){}
  25.  
  26.     /**
  27.      * 在同步锁下，进行判断实例化对象
  28.      * @param []
  29.      * @date 2019/7/28 10:33
  30.      * @return Singleton
  31.      **/
  32.     public static synchronized Singleton getInstance() {
  33.         if (instance == null) {
  34.             instance = new Singleton();
  35.         }
  36.  
  37.         return instance;
  38.     }
  39.  
  40. }

　　优缺点：
1）解决了线程不安全问题。
2）效率太低，每个线程在想获取实例时，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只要执行一次就行，后面想获取该类实例，直接return就行了。
3）结论：在实际开发中，不可用。

懒汉式（同步代码块，线程不安全）

  1. public class SingletonTest05 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 测试
  4.         Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  5.         Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  6.  
  7.         System.out.println(s1 == s2);
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 懒汉式（同步代码块，线程不安全）
  13.  * */
  14. class Singleton {
  15.  
  16.     private static Singleton instance;
  17.  
  18.     private Singleton() {}
  19.  
  20.     public static Singleton getInstance() {
  21.         if (instance == null) {
  22.             synchronized(Singleton.class) {
  23.                 instance = new Singleton();
  24.             }
  25.         }
  26.  
  27.         return instance;
  28.     }
  29. }

　　优缺点：
1）这种方式本意是为了解决第四种方式效率低的问题。
2）但是这种同步并不能起到线程同步的作用，和第三种方式遇到的情况类似。
3）结论：在实际开发中，不可使用。

双重检验

  1. public class SingletonTest06 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 校验
  4.         Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  5.         Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  6.  
  7.         System.out.println(s1 == s2); // true
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 双重校验
  13.  * */
  14. class Singleton {
  15.  
  16.     /** 创建未实例化对象 */
  17.     private static volatile Singleton instance;
  18.  
  19.     /** 构造函数私有化 */
  20.     private Singleton() {}
  21.  
  22.     /**
  23.      * 进行双重校验，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题，并且解决了效率问题
  24.      * @param []
  25.      * @date 2019/7/28 10:55
  26.      * @return Singleton
  27.      **/
  28.     public static Singleton getInstance() {
  29.         if (instance == null) {
  30.             synchronized (Singleton.class) {
  31.                 if (instance == null) {
  32.                     instance = new Singleton();
  33.                 }
  34.             }
  35.         }
  36.  
  37.         return instance;
  38.     }
  39. }

　　优缺点：
1）Double-Check概念是多线程开发中经常使用的方式，如代码中所示，通过两重if(instance == null)检查，保证了线程安全。
2）这样，实例化代码只要执行一次，后面再次访问就直接返回实例化对象，避免了重复的进行方法同步。
3）线程安全，延迟加载，效率较高。
4）结论：在实际开发中，推荐使用。

静态内部类

  1. public class SingletonTest07 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 测试
  4.         Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  5.         Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  6.  
  7.         System.out.println(s1 == s2); // true
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 静态内部类
  13.  * */
  14. class Singleton {
  15.  
  16.     /**
  17.      * 构造函数私有化
  18.      * */
  19.     private Singleton() {}
  20.  
  21.     /**
  22.      * 静态内部类，该类中实例化Singleton属性
  23.      * */
  24.     private static class SingletonInstance {
  25.         private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
  26.     }
  27.  
  28.     /**
  29.      * 对外提供接口获取实例化对象
  30.      * */
  31.     public static Singleton getInstance() {
  32.         return SingletonInstance.INSTANCE;
  33.     }
  34.  
  35. }

　　优缺点：
1）这种方式利用类装载机制保证了在初始化实例时只有一个线程。
2）静态内部类方式在Singleton类被装载时不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance()方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成了Singleton的实例化。
3）类的静态属性只会在第一次加载类时初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程安全。
4）优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现了延迟加载，并且效率较高。
5）结论：在实际开发中，推荐使用。

枚举

  1. public class SingletonTest08 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Singleton s1 = Singleton.INSTANCE;
  4.         Singleton s2 = Singleton.INSTANCE;
  5.  
  6.         System.out.println(s1 == s2); // true
  7.         s1.sayOk();
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. /**
  12.  * 枚举
  13.  * */
  14. enum Singleton {
  15.     /**
  16.      * 属性
  17.      * */
  18.     INSTANCE;
  19.     public void sayOk() {
  20.         System.out.println("ok");
  21.     }
  22. }

　　优缺点：
1）通过枚举方式实现的单例模式。不仅可以避免多线程问题，而且还能防止反序列化重新创建对象。
2）这种方式也是Effective Java作者提倡的方式。
3）结论：推荐使用。

注意事项和细节说明

1）单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些频繁创建销毁对象，使用单例模式可以提高系统性能。
2）单例模式使用场景：需要频繁的进行创建和销毁对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多（即重量级对象），但又经常使用的、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象（数据源、session工厂）。

总结：在使用单例模式时，考虑的问题无非就是线程是否安全、是否延迟加载、效率是否高等问题。当线程安全、延迟加载、效率较高时，该方式的单例模式就可用。

原文链接：http://www.cnblogs.com/dx520/p/11259010.html

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