- 核心作用：
- 保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点
- 常见应用场景
- windows的任务管理器
- windows的回收站
- 项目中，读取配置文件的类
- 网站的计数器，否则难以同步
- 应用程序的日志应用，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
- 数据库连接池的设计一般也是采用单例，因为数据库连接是一种数据库资源
- Servlet的Application内置对象
- Servlet编程中每个servlet也是单例的
- Spring中每个bean默认就是单例的，这样做的有点是spring容器可以管理
- spring mvc框架/struts1框架，控制器对象也是单例
- 单例模式的优点：
- 由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决
- 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化环共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理
- 常见的五种单例模式实现方式
- 主要:
- 饿汉式（线程安全，调用效率高。但是，不能延时加载）
- 懒汉式（线程安全，调用效率不高。但是，可以延时加载）
- 其他：
- 双重检测锁式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题，不建议使用）
- 静态内部类式（线程安全，调用效率高。但是，可以延时加载）
- 枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载）
1、饿汉式实现（单例对象立即加载）
例1：
/** * 饿汉式单例模式 * @author qjc */ public class SingletonDemo1 { //类初始化时立即加载这个对象（没有延时加载的优势）。加载时，天然的是线程安全的！ private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1(); //构造私有防止外部创建对象 private SingletonDemo1() { } //方法没有同步，调用效率高 public static SingletonDemo1 getInstance(){ return instance; } }
小结:
- 饿汉式单例模式代码中，static变量会在类装载时初始化，此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题。因此，可以省略synchronized关键字
- 问题：
如果只是加载本类，而不是要调用getInstance()，甚至永远没用调用，则会造成资源浪费
2、懒汉式实现（单例对象延迟加载）
例2:
/** * 懒汉式单例模式 * @author qjc */ public class SingletonDemo2 { //延迟加载，用的时候在创建 private static SingletonDemo2 instance; //构造私有化 private SingletonDemo2() { } //方法同步，调用效率低 public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){ if(instance==null){ instance = new SingletonDemo2(); } return instance; } }
小结：
- 优点：
- lazy load! 延迟加载，懒加载！真正用的时候才加载
- 问题：
- 资源利用率高了，但是每次调用getInstance()方法都要同步，并发效率较低。
3、双重检测锁实现
例3：
/** * 双重检测锁实现单例模式 * @author qjc */ public class SingletonDemo3 { //延迟加载，用的时候在创建 private static SingletonDemo3 instance; //构造私有化 private SingletonDemo3() { } //方法同步双重校验锁 public static synchronized SingletonDemo3 getInstance(){ if(instance==null){ synchronized (SingletonDemo3.class) { if(instance==null){ instance = new SingletonDemo3(); } } } return instance; } }
小结：
- 说明：
- 这个模式将同步内容下方到if内部，提供了执行的效率，不必每次获取对象时都进行同步，只有第一步才同步，创建了以后就没必要了。
- 问题：
- 由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题，不建议使用。
4、静态内部类实现方式（也是一种懒加载方式）
例4：
/** * 静态内部类实现单例模式 * 线程安全、调用效率高、实现了延时加载 * @author qjc */ public class SingletonDemo4 { //构造私有化 private SingletonDemo4() { } //final 可不加 private static class SingletonClassInstance{ private static final SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4(); } public static SingletonDemo4 getInstance(){ return SingletonClassInstance.instance; } }
小结：
- 外部类有没static属性，则不会像饿汉式那样立即加载对象
- 只有真正调用getInstance()，才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。instance是static final类型，保证了内存中只有这样一个实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程安全性。
- 兼备了并发高效率调用和延迟加载的优势！
5、使用枚举实现单例模式
例5：
/** * 使用枚举实现单例模式 * 没有延时加载 * @author qjc */ public enum SingletonDemo5 { //这个枚举元素，本身就是单例对象 INSTANCE; //添加自己需要的操作 public void singletonOperation(){ } }
小结:
- 优点：
- 实现简单
- 枚举本身就是单例模式。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：
- 无延迟加载
- 问题:
- 反射可以破解上面几种实现方式！（可以再构造方法中手动抛出异常控制）
- 反序列化可以破解上面几种实现方式！
- 可以通过定义readResolve()防止获得不同对象。
- 反序列化时，如果对象所在类定义了readResolve（），（实际是一种回调），定义返回哪个对象。