单例模式之懒汉式和饿汉式

一、单例模式定义

单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。

 二、单例模式特点
　　1、单例类只能有一个实例。
　　2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
　　3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

单例模式保证了全局对象的唯一性，比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。

 三、线程安全的问题

一方面在获取单例的时候，要保证不能产生多个实例对象；

另一方面，在使用单例对象的时候，要注意单例对象内的实例变量是会被多线程共享的，推荐使用无状态的对象，这样就不会因为多个线程的交替调度而破坏自身状态导致线程安全问题，比如我们常用的VO，DTO等（局部变量是在用户栈中的，而且用户栈本身就是线程私有的内存区域，所以不存在线程安全问题）。

 四、实现单例模式的方式

1、懒汉式单例（延迟加载方式）

public class Singleton {
    //私有构造方法
    private Singleton() {}
    private static Singleton singleton = null;
    //静态工厂方法
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

该示例虽然用延迟加载方式实现了懒汉式单例，

但在多线程环境下会产生多个single对象，会出现线程安全的问题。

将以上懒汉式单例模式改造如下：使用synchronized同步锁

public class Singleton {
    // 私有构造
    private Singleton() {}
    private static Singleton single = null;
    public static Singleton getInstance() {
        // 等同于synchronized public static Singleton getInstance()
        synchronized(Singleton.class){
        // 注意：里面的判断是一定要加的，否则出现线程安全问题
            if(single == null){
                single = new Singleton();
            }
        }
        return single;
    }
}
在方法上加synchronized同步锁或是用同步代码块对类加同步锁，
此种方式虽然解决了多个实例对象问题，但是该方式运行效率却很低下，
下一个线程想要获取对象，就必须等待上一个线程释放锁之后，才可以继续运行。
如下改造优化：
public class Singleton {
    // 私有构造
    private Singleton() {}
    private static Singleton single = null;
    // 双重检查
    public static Singleton getInstance() {
        if (single == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (single == null) {
                    single = new Singleton();
                }
            }
        }
        return single;
    }
}

使用双重检查进一步做了优化，可以避免整个方法被锁，只对需要锁的代码部分加锁，可以提高执行效率。

 2、饿汉式单例（立即加载方式）

public class Singleton {  
　　 //私有构造方法
    private Singleton(){}
    private static final Singleton singleton=new Singleton();
　　//静态工厂方法
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

饿汉式单例在类加载初始化时就创建好一个静态的对象供外部使用，除非系统重启，这个对象不会改变，所以本身就是线程安全的。Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且闭着眼就认为反射机制不存在。）

详细参见博文: http://www.cnblogs.com/garryfu/p/7976546.html