JAVA封神之路-设计模式-单例模式

为什么要有单例模式

实际编程应用场景中，有一些对象其实我们只需要一个，比如线程池对象、缓存、系统全局配置对象等。这样可以就保证一个在全局使用的类不被频繁地创建与销毁，节省系统资源。

实现单例模式的几个要点

首先要确保全局只有一个类的实例。
要保证这一点，至少类的构造器要私有化。
单例的类只能自己创建自己的实例。
因为，构造器私有了，但是还要有一个实例，只能自己创建咯！
单例类必须能够提供自己的唯一实例给其他类
就是要有一个公共的方法能返回该单例类的唯一实例。

优点：

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景：

1、要求生产唯一序列号。
2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

1、饿汉式—静态常量方式（线程安全）

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

类加载时就初始化实例，避免了多线程同步问题。天然线程安全。

2、懒汉式（线程不安全）

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

这是最基本的实现方式，第一次调用才初始化，实现了懒加载的特性。多线程场景下禁止使用，因为可能会产生多个对象，不再是单例。

3、懒汉式（线程安全，方法上加同步锁）

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

和上面懒汉式（线程不安全）实现上唯一不同是：获取实例的getInstance()方法上加了同步锁。保证了多线程场景下的单例。但是效率会有所折损，不过还好。

4、双重校验锁（线程安全，效率高）

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

此种实现中不用每次需要获得锁，减少了获取锁和等待的事件。
注意volatile关键字的使用，保证了各线程对singleton静态实例域修改的可见性。