设计模式之单例模式

有一些对象我们只需要一个，如果创建了多个实例，有可能会出现各种问题，比如线程池、注册表、缓存等等，这个时候就要用到单例模式了。一开始我以为单例模式会很容易，不就是把构造方法设为私有再提供一个静态方法去获取这个实例嘛，然而仔细了解后我才发现事情并没那么简单，它居然有好几种写法……

事情没那么简单

1.定义

单例模式(Singleton Pattern)确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。

单例模式的要点有三个：一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。单例模式是一种对象创建型模式。单例模式又名单件模式或单态模式。

2.实例说明

2.1 饿汉模式

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

这种方式在类加载的时候直接完成初始化，因此类加载会有点慢，但是获取对象的速度快，而且可以避免多线程的同步问题。

2.2 懒汉模式（线程不安全）

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

先判断有没有实例，没有的话再创建实例。这种没有考虑到线程安全，多线程的时候可能会同时构造多个对象。

你可能想到了，我们在getinstance()方法前加锁同步不就得了嘛……所以就有了下面这种写法。

2.3懒汉模式（线程安全）

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

这个时候每个线程进入到getinstance()方法之前都要等别的线程离开该方法，这得浪费多少资源啊……这种方式的效率是比较低的。

2.4 双重检查模式

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

这种模式对进行了两次判空，第一次是为了不必要的同步，第二次是在singleton等于null的情况下才创建实例。并且使用了volatile关键字，虽然牺牲了一点性能，但是提高了准确性。

2.5 静态内部类

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

第一次加载Singleton类时并不会初始化instance，只有第一次调用getInstance方法时虚拟机加载SingletonHolder 并初始化instance ，这样不仅能确保线程安全也能保证Singleton类的唯一性，推荐使用静态内部类单例模式。

2.6 其它

除此之外还有枚举单例和容器实现单例，不过我不是很熟，这里就不写了……等什么时候熟一点了我再写写吧！