单例模式入门

单例模式：

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，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方法(静态方法)。

单例模式要解决的（优化的）三大问题

懒加载问题（实现内存资源的合理利用）
线程安全问题（防止在线程化境下产生多个对象）
运行效率问题(new实例化代码方法只需执行一次)

单例模式实现一：饿汉式（静态常量）

创建步骤如下：

构造器私有化 (防止 new )
类的内部创建对象
向外暴露一个静态的公共方法。 getInstance
代码实现

package cn.blogsx.singleton.type1;

public class SingletonTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("饿汉式：");
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        SingleTon instance1 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance1.hashCode());
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

//饿汉式（静态变量）
class SingleTon {
    //1.构造器私有化，外部无法new
    private SingleTon() {
    }
    //2.在本类内部创建对象实例
    private final static SingleTon instance = new SingleTon();

    //3.对外提供一个公有的静态 获取实例的方法
    public static SingleTon getInstance() {
        return instance;
    }

}

优缺点说明：

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading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
这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类
装载，这时候初始化instance就没有达到lazy loading的效果
结论：这种单例模式可用， 可能造成内存浪费

单例模式实现二：饿汉式（静态代码块）

实习步骤大概如上，只是在类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候创建对象

package cn.blogsx.singleton.type2;

public class SingletonTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        SingleTon instance1 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance1.hashCode());
    }
}

//饿汉式（静态代码快儿）
class SingleTon {
    //1.构造器私有化，外部无法new
    private SingleTon() {
    }
    //2.在本类内部创建对象实例
    private static SingleTon instance;

    static  { //在静态代码快中创建单例对象
        instance = new SingleTon();
    }

    //3.对外提供一个公有的静态 获取实例的方法
    public static SingleTon getInstance() {
        return instance;
    }

}

该方式优缺点同上一种方式

单例模式实现三：懒式汉式( 线程不安全)

package cn.blogsx.singleton.type3;

public class SingletonTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式1：线程不安全");
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton1==singleton2);

        System.out.println("hashcode是否相等："+(singleton1.hashCode()==singleton2.hashCode()));
    }
}

class Singleton {
    private static Singleton instance;

    //私有化构造器
    private Singleton() {
    }
    //提供静态共有方法，但使用时才去创建instance
    //即懒汉式
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点：

起到了Lazy Loading的效果，但是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)判断语句块，还未来得及
往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以
在多线程环境下不可使用这种方式
结论：在实际开发中，不要使用这种方式.

单例模式实现四：懒式汉式( 线程安全，同步方法)

package cn.blogsx.singleton.type4;

public class SingletonTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式2：线程安全");
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton1==singleton2);

        System.out.println("hashcode是否相等："+(singleton1.hashCode()==singleton2.hashCode()));
    }
}

class Singleton {
    private static Singleton instance;

    //私有化构造器
    private Singleton() {
    }
    //提供静态共有方法，加入同步处理的代码（实现线程安全），使用时才去创建instance
    //即懒汉式
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

解决了线程不安全问题
效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行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。方法进行同步效率太低
结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

单例模式实现五：懒式汉式( 线程安全，同步代码块)

package cn.blogsx.singleton.type5;

public class SingletonTest5 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式3：不推荐在开发中写");
    }
}

class Singleton {
    private static Singleton instance;

    //私有化构造器
    private Singleton() {
    }
    //提供静态共有方法，加入同步处理的代码快儿（实现线程安全），使用时才去创建instance
    //即懒汉式
    public static  Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            //有可能在多线程的环境下，另一个线程也进入该区域，造成线程不安全
            synchronized (Singleton.class){
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

这种方式，本意是想对第四种实现方式的改进，因为前面同步方法效率太低，改为同步产生实例化的的代码块
但是这种同步并不能起到线程同步的作用 。跟第3种实现方式遇到的情形一致，假如一个线程进入了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这个判断语句，这时便会产生多个实例
结论：在实际开发中，不能使用这种方式

单例模式实现六：双重检查机制

package cn.blogsx.singleton.type6;

public class SingletonTest6 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("双重检查：线程安全，推荐使用");
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton1==singleton2);

        System.out.println("hashcode是否相等："+(singleton1.hashCode()==singleton2.hashCode()));
    }
}

class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    //私有化构造器
    private Singleton() { }
    //提供静态共有方法，加入双重检查机制，即解决了线程安全问题，又解决的懒加载的问题
    //同时保证了效率
    public static  Singleton getInstance(){
        if(instance ==null){ //首次检查
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance==null){ //再次检查
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

优缺点说明：

Double-Check概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null)，直接return实例化对象，也避免的反复进行方法同步.
线程安全；延迟加载；效率较高
结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

单例模式实现七：静态内部

package cn.blogsx.singleton.type7;

public class SingletonTest7 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("静态内部类实现单例模式");
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton1 == singleton2);

        System.out.println("hashcode是否相等：" + (singleton1.hashCode() == singleton2.hashCode()));
    }
}

//静态内部类完成单例模式
class Singleton {

    //私有化构造器
    private Singleton() {
    }

    //静态内部类，含有静态属性Singleton
    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

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

}

优缺点说明：

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Singleton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，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
结论：推荐使用.

单例模式实现八：枚举

package cn.blogsx.singleton.type8;

public class SingletonTest8 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("枚举案例");
        Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;
        Singleton singleton1 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(singleton==singleton1);
        System.out.println(singleton.hashCode() == singleton1.hashCode());
    }
}

//使用枚举实现单例模式
enum  Singleton {
    INSTANCE;

}

优缺点说明：

这借助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
且还能防止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