单例设计模式

单例

零、单例设计模式

单例设计模式：采取一定的方法保证整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例；并且该类只提供一个取得其对象实例的静态方法。

1、构造器私有化（防止new）

2、向外暴露一个静态的公共方法

一、饿汉式：成员变量初始化

1、代码

/** * @Author: dashu * @Description: 单例（饿汉式：成员变量初始化） * @Version: 1.0 */
public class Singleton {
    

    private final  static  Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton(){
    }

    public static Singleton getInstance(){
    
        return singleton;
    }

}

2、小结

优点：写法简单，在类装载时就完成实例化。避免了线程同步问题，线程安全的。

缺点：没有达到懒加载的效果，如果从始至终从未使用该实例，则造成内存的浪费

结论：该单例模式可以用，但可能造成内存浪费

二、饿汉式：静态代码块初始化

1、代码

/** * @Author: dashu * @Description: 单例（饿汉式：静态代码块初始化） * @Version: 1.0 */
public class Singleton {
    
    
    private final  static  Singleton singleton;

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

2、小结

优点：写法简单，在类装载时就完成实例化。避免了线程同步问题，线程安全的。

缺点：没有达到懒加载的效果，如果从始至终从未使用该实例，则造成内存的浪费

结论：该单例模式可以用，但可能造成内存浪费

三、懒汉式，线程不安全

1、代码

/** * @Author: dashu * @Description: 单例（懒汉模式） * @Version: 1.0 */
public class Singleton {
    

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {
    
    }

    public static Singleton getInstance() {
    

        if (singleton == null) {
    
            singleton = new Singleton();
        }

        return singleton;
    }

}

2、小结

优点：起到了懒加载的效果

缺点：只能在单线程下使用。如果在多线程下，一个线程进入了if (singleton == null)语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时会产生多个实例，违反单例模式。

结论：不要使用这种方式

四、懒汉模式：同步方法，线程安全

1、代码

/**
 * @Author: dashu
 * @Description: 单例（懒汉模式：同步方法）
 * @Version: 1.0
 */
public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

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

2、小结

优点：起到了懒加载的效果，同时解决了线程安全问题

缺点：效率低下，在多线程下，每个线程在获取该类的实例时，执行到getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了。

结论：不推荐使用

五、懒汉模式：同步代码块，线程不安全

1、代码

/** * @Author: dashu * @Description: 单例（懒汉模式：同步代码块） * @Version: 1.0 */
public class Singleton {
    


    private  static Singleton singleton;

    private Singleton() {
    
    }

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

}

2、小结

优点：起到了懒加载的效果

缺点：线程不安全的，在多线程下，一个线程进入了if (singleton == null)语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时会产生多个实例，违反单例模式。

结论：不要使用这种方式

六、懒汉模式：同步代码块，双重验证

1、代码

/** * @Author: dashu * @Description: 单例（懒汉模式：同步代码块，双重验证） * @Version: 1.0 */
public class Singleton {
    
    
    private  static  Singleton singleton;
    
    private Singleton(){
    }
    
    public static Singleton getInstance(){
    
        if (singleton == null){
    
            synchronized (Singleton.class){
    
                if (singleton == null){
    
                    singleton =new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
    
}

2、小结

优点：线程安全,懒加载，效率高

结论：推荐使用

七、静态内部类

1、代码

public class Singleton {
    

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

    private Singleton() {
    
    }

    public static Singleton getInstance() {
    
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }

}

2、小结

这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。

静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance()方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Sinleton的实例化。

类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，这里JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类初始化时，别的线程是无法进入的

优点：线程安全,懒加载，效率高

结论：推荐使用

八、枚举

1、代码

/** * @Author: dashu * @Description: 单例（枚举） * @Version: 1.0 */
public enum Singleton {
    
    INSTANCE;

}

2、小结

借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能放hi反序列化重新创建新的对象

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式

结论：推荐使用

九、测试

1、前七种

/** * @Author: dashu * @Description: 测试 * @Version: 1.0 */
public class Main {
    

    public static void main(String[] args) {
    
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println("singleton1 == singleton2 ：" + (singleton1 == singleton2));
        System.out.println("singleton1.hashCode() ：" + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2.hashCode() ：" + singleton2.hashCode());
    }

}

2、枚举

/** * @Author: dashu * @Description: 测试 * @Version: 1.0 */
public class Main {
    

    public static void main(String[] args) {
    
        Singleton singleton1 = Singleton.INSTANCE;
        Singleton singleton2 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println("singleton1 == singleton2 ：" + (singleton1 == singleton2));
        System.out.println("singleton1.hashCode() ：" + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2.hashCode() ：" + singleton2.hashCode());
    }

}

十、单例模式注意事项和细节说明

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，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能

当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new

单例模式的使用场景：

1、需要频繁创建销毁的对象

2、创建对象时耗时过多或耗费资源过多（即：重量级对象）

3、经常用到的对象

4、工具类对象

5、频繁访问数据库或文件的对象（如：数据源、session工厂等）

十一、总结