1 概念
一个类有且仅有一个实例，并且自行实例化向整个系统提供。
2 适用场景
一些资源管理器构件必须只有一个实例。
3 实现以及优缺点
单例优点：提供了对唯一实例的受控访问，由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源。
单例缺点：在一定程度上违背了单一职责原则。
3.1 饿汉模式
优点：在类被初始化的时候就在内存中创建了对象，故线程安全。
缺点：空间换时间
package Singleton;
/**
* 饿汉模式
*/
public class SingletonOne {
private SingletonOne instance = new SingletonOne();
private SingletonOne() {
}
private SingletonOne getInstance() {
return instance;
}
}
3.2 懒汉模式
缺点：不用就不实例化，在方法被调用后才创建对象，在多线程下存在风险。为线程非安全方式。
package Singleton;
/**
* 懒汉模式
*/
public class SingletonTwo {
private SingletonTwo instance;
private SingletonTwo() {
}
private SingletonTwo getInstance() {
if (null == instance) {
return new SingletonTwo();
}
return instance;
}
}
3.3 线程安全的懒汉式
优点：线程安全。
缺点：由于每次调用都需要进行同步，而且大部分情况下实例是已经创建成功了，造成了不必要的同步开销，不建议用这种方式。
package Singleton;
/**
* 线程安全的懒汉式
*/
public class SingletonThree {
private SingletonThree instance;
private SingletonThree() {
}
private synchronized SingletonThree getInstance() {
if (null == instance) {
return new SingletonThree();
}
return instance;
}
}
3.4 双重检查模式的懒汉式DCL
该方法线程安全，声明为volatile实例对象，确保了多线程时的可见性，同时同步方法移步到代码块中，只有在该对象没有被实例化的时候才调用同步方法，节省了一部分开销。
特点：其一为用volatile修饰类实例对象；其二同步代码块。
package Singleton;
public class SingletonDcl {
//volatile修饰的值，在线程独有的工作内存中，线程直接和主内存交互，如果修改，则主内存立即可见。
private volatile SingletonDcl instance = null;
//私有构造器，使外部调用初始化时只能通过调用getInstance这个静态方法来获得实例。
private SingletonDcl() {
}
private SingletonDcl getInstance() {
if (null == instance) //首先进行非空判断。
{
synchronized (SingletonDcl.class)//对整个类进行加锁，限制当前对象只能被一个线程访问
{
return new SingletonDcl();
}
}
return instance;
}
}
3.5 静态内部类单例模式
特点：利用静态类只会加载一次的机制，由于在调用 SingletonHolder.instance 的时候，才会对单例进行初始化，故节省了内存开销。
package Singleton;
/**
* 线程安全静态内部类
*/
public class SingletonStatic {
private SingletonStatic() {
}
public static class SingletonHolder {
private static SingletonStatic instance = new SingletonStatic();
}
private SingletonStatic getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
}
4 举例实践
4.1 JDK Runtime，饿汉模式
java是单进程，由于一个java程序启动一个jvm进程，一个jvm进程对应一个Runtime实例，使应用程序能够与其运行的环境相连接。
public class Runtime {
private static Runtime currentRuntime = new Runtime();
/**
* Returns the runtime object associated with the current Java application.
* Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance
* methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
*
* @return the <code>Runtime</code> object associated with the current
* Java application.
*/
public static Runtime getRuntime() {
return currentRuntime;
}
}
4.2 Logger
5.扩展
问：为什有私有构造器
答：防止外部构造者直接实例化对象。
问：对象在实例化过程中的操作实例化空间如何计算
答：首先了解存储区域，请参考JVM读书笔记