单例模式

一个jvm中，只能有一个实例，保证对象唯一

应用场景：

windows的任务管理器就是呀，小伙伴们不信可以点击下试试，看看能创建几次

servlet 连接池线程池 spring（默认单例）枚举常量

为啥设置单例？优点？保证对象的唯一性节约内存方便管理重复利用

缺点？线程安全问题

单例模式

什么是单例

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该全局访问点

单例应用场景

1. Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式（这个很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打开两个windows task manager吗？不信你自己试试看哦~

2. windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。

3. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。

4. 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。

5. Web应用的配置对象的读取，一般也应用单例模式，这个是由于配置文件是共享的资源。

6. 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。

7. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。

8. 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。

9. HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式，所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例.

单例优缺点

优点：

1.在单例模式中，活动的单例只有一个实例，对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就防止其它对象对自己的实例化，确保所有的对象都访问一个实例

2.单例模式具有一定的伸缩性，类自己来控制实例化进程，类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。

3.提供了对唯一实例的受控访问。

4.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，当需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。

5.允许可变数目的实例。

6.避免对共享资源的多重占用。

缺点：

1.不适用于变化的对象，如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化，单例就会引起数据的错误，不能保存彼此的状态。

2.由于单利模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。

3.单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。

4.滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出；如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，这将导致对象状态的丢失。

单例创建方式

饿汉式:类初始化时,会立即加载该对象，线程天生安全,调用效率高。
懒汉式: 类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。
静态内部方式:结合了懒汉式和饿汉式各自的优点，真正需要对象的时候才会加载，加载类是线程安全的。
枚举单例: 使用枚举实现单例模式优点:实现简单、调用效率高，枚举本身就是单例，由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞，缺点没有延迟加载。
双重检测锁方式 (因为JVM本质重排序的原因，可能会初始化多次，不推荐使用)

1、首先饿汉式：类初始化时候就创建对象。线程安全，调用效率比较高。不使用对象时候，浪费内存。

类初始化时,会立即加载该对象，线程天生安全,调用效率高

package com.toov5.desionModel;

public class Hungry {
    //静态变量   
    private static final Hungry instance = new Hungry(); //垃圾回收机制 不会回收 存放永久区
    
    //构造函数私有 在别的类里面 就不能new了（反射可以）
    private Hungry() {
        
    }
    //线程安全问题：
    //构造函数私有化之后 不能创建对象了 所以自己提供方法
   public static Hungry getInstance(){
       return instance;
   }
   public static void main(String[] args) {
    Hungry hungry1 = Hungry.getInstance();
    Hungry hungry2 = Hungry.getInstance();
    System.out.println(hungry1==hungry2);
} 
    
}

运行结果：

2、懒汉式

package com.toov5.desionModel;

//类初始化时候不会创建，需要时加载。天生不安全，需要解决线程安全问题，所以效率低。
public class Lazy {
   
     private static Lazy lazy;
    //私有掉
    private Lazy(){
        
    }
    //效率低  一个线程使用
    public static synchronized Lazy getInstance(){ //synchronize 保证只有一个线程去创建了
        if (lazy==null) {  //如果没有被创建 
            lazy=new Lazy();
        }
        return lazy;  //如果创建过了
    }
    public static void main(String[] args) {
      Lazy lazy1 =    lazy.getInstance();
      Lazy lazy2 =  lazy.getInstance();
      System.out.println(lazy1==lazy2);
    }
    
}

运行结果：

3、枚举

首先枚举，在开发中定义常量会用到。JVM天然保障枚举是单例，防止反射攻击。枚举有七种创建方式，大家可以自己去看下相关的文档。有时间，我也整理一篇枚举的博文。

枚举本身是单例的，一般用于项目中定义常量。

package com.toov5.fanshe;

enum HttpEnum {

  HTTP_200(200,"successful"),
  HTTP_500(500,"faliure");

    HttpEnum(Integer httpCode, String httpMsg){
     System.out.println("我是初始化哈哈哈");
     this.httpCode=httpCode;
     this.httpMsg=httpMsg;
 }    

  private Integer httpCode;
  public Integer getHttpCode() {
    return httpCode;
}
public void setHttpCode(Integer httpCode) {
    this.httpCode = httpCode;
}
public String getHttpMsg() {
    return httpMsg;
}
public void setHttpMsg(String httpMsg) {
    this.httpMsg = httpMsg;
}
private String httpMsg;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(HttpEnum.HTTP_200.httpCode);
        System.out.println(HttpEnum.HTTP_200.httpCode);
        System.out.println(HttpEnum.HTTP_500.httpCode);
        System.out.println(HttpEnum.HTTP_500.httpCode);
    }
    
    
}

运行结果：

可以看出初始化一次啊

然后利用这个特性创建单例模式：

使用枚举实现单例模式优点:实现简单、枚举本身就是单例，由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞缺点没有延迟加载

package com.toov5.desionModel;

public class EnumSingle {
   
    private EnumSingle(){
        
    }
    //封装方法
    public static EnumSingle getInstance(){
        return Singleton.INSTSNCE.getInstance(); //这样只会创建一次
    }
    
    //下面的枚举本身就是单例的
    static enum Singleton{   //枚举类 
        INSTSNCE;
        private EnumSingle enumSingle;
        private Singleton(){
            enumSingle=new EnumSingle();
        }
        public EnumSingle getInstance(){
            return this.enumSingle;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSingle enumSingle1 =   EnumSingle.getInstance();
        EnumSingle enumSingle2 =   EnumSingle.getInstance();
        System.out.println(enumSingle1==enumSingle2);
    }
}

运行结果：

4、双重检验锁

package com.toov5.desionModel;

public class DoubleLock {

    private static volatile DoubleLock doubleLock;   //防止重排序
    
    private DoubleLock(){
        
    }
    public static DoubleLock getInstance(){  //比较饿汉模式而言的，如果在这一行加锁，效率势必会比较低  利用同步代码块
        if (doubleLock == null){   //判断一下  如果为null时候  这种情况下才会去创建对象
            synchronized (DoubleLock.class){ //静态的用 字节码文件    
                if (doubleLock==null) {  //上锁完了之后 可能没有创建完毕 所以要判断一下  但是 重排序时候 可能会导致 对象可能创建多次
                                         //所以加volitile关键字 （单线程是不会产生重排序问题）
                    doubleLock=new DoubleLock();
                }
            }

        }
        return doubleLock;   //不为空的话 会直接返回呀  多个线程去创建时候 才有有安全塞问题
    }
    
    
    
    public static void main(String[] args) {
         DoubleLock doubleLock1 = DoubleLock.getInstance();
         DoubleLock doubleLock2 = DoubleLock.getInstance();
         System.out.println(doubleLock1==doubleLock2);
    }
    
}

运行结果：

比较：

这里synchronize就保证了可见性了没有必要再加 volitile关键字了单线程里面是不会产生重排序问题因为只有一个线程进入执行了

5、静态内部类

饿汉式和懒汉式的各自优缺点:

饿汉式：天生线程安全，执行效率高，缺点占内存如果不适用该对象也会创建没有延迟加载的功能（懒加载）

懒汉式：节省内存，延迟加载的功能。线程不安全，需要加锁，那么就会导致执行效率变低。产生阻塞和等待

静态的内部类方式结合懒汉式和饿汉式的优点：具备延迟加载天生线程安全真正需要时候才会去创建对象

内部类在什么时候初始化？外部类调用内部类时候才会初始化~

没有被初始化！

被初始化！

所以：

package com.toov5.desionModel;

public class StaticInner {

    private StaticInner(){
        
    }
    
    public static class SingleInstance{  //静态内部类 在类加载时候 不会初始化！！        
        public static final StaticInner STATIC_INNER = new StaticInner();    
    }
    
    public static StaticInner getInstance(){   
        return SingleInstance.STATIC_INNER;   
    }
    public static void main(String[] args) {
        StaticInner staticInner1 = StaticInner.getInstance();
        StaticInner staticInner2 = StaticInner.getInstance();
        System.out.println(staticInner1==staticInner2);
        
    }
    
}

运行结果：

不调用不会创建

外部类调用内部类才会去初始化

如果不需要延迟加载单例，可以使用枚举或者饿汉式，相对来说枚举性好于饿汉式。

如果需要延迟加载，可以使用静态内部类或者懒韩式，相对来说静态内部类好于懒汉式。