JAVA设计模式--单例模式

单例设计模式
核心知识点如下
方法一 单例模式的实现：饿汉式,线程安全 但效率比较低
方法二 单例模式的实现：饱汉式,非线程安全
方法三 单例模式的实现：饱汉式,线程安全简单实现
方法四 单例模式最优方案 线程安全 并且效率高

单例设计模式

Singleton是一种创建型模式，指某个类采用Singleton模式，则在这个类被创建后，只可能产生一个实例供外部访问，并且提供一个全局的访问点。

核心知识点如下

• 将采用单例设计模式的类的构造方法私有化（采用private修饰）。
• 在其内部产生该类的实例化对象，并将其封装成private static类型。
• 定义一个静态方法返回该类的实例。

方法一 单例模式的实现：饿汉式,线程安全 但效率比较低

1. /**
2. * 方法一
3. * 单例模式的实现：饿汉式,线程安全 但效率比较低
4. */
5. publicclassSingletonTest{
7. // 定义一个私有的构造方法
8. privateSingletonTest(){
9. }
11. // 将自身的实例对象设置为一个属性,并加上Static和final修饰符
12. privatestaticfinalSingletonTest instance =newSingletonTest();
14. // 静态方法返回该类的实例
15. publicstaticSingletonTest getInstancei(){
16. return instance;
17. }
19. }

方法一就是传说的中的饿汉模式
优点是：写起来比较简单，而且不存在多线程同步问题，避免了synchronized所造成的性能问题；
缺点是：当类SingletonTest被加载的时候，会初始化static的instance，静态变量被创建并分配内存空间，从这以后，这个static的instance对象便一直占着这段内存（即便你还没有用到这个实例），当类被卸载时，静态变量被摧毁，并释放所占有的内存，因此在某些特定条件下会耗费内存。

方法二 单例模式的实现：饱汉式,非线程安全

1. /**
2. *方法二
3. * 单例模式的实现：饱汉式,非线程安全
4. *
5. */
6. publicclassSingletonTest{
8. // 定义私有构造方法（防止通过 new SingletonTest()去实例化）
9. privateSingletonTest(){
10. }
12. // 定义一个SingletonTest类型的变量（不初始化，注意这里没有使用final关键字）
13. privatestaticSingletonTest instance;
15. // 定义一个静态的方法（调用时再初始化SingletonTest，但是多线程访问时，可能造成重复初始化问题）
16. publicstaticSingletonTest getInstance(){
17. if(instance ==null)
18. instance =newSingletonTest();
19. return instance;
20. }
21. }

方法二就是传说的中的饱汉模式
优点是：写起来比较简单，当类SingletonTest被加载的时候，静态变量static的instance未被创建并分配内存空间，当getInstance方法第一次被调用时，初始化instance变量，并分配内存，因此在某些特定条件下会节约了内存；
缺点是：并发环境下很可能出现多个SingletonTest实例。

方法三 单例模式的实现：饱汉式,线程安全简单实现

1. /**
2. *方法三
3. * 单例模式的实现：饱汉式,线程安全简单实现
4. *
5. */
6. publicclassSingletonTest{
8. // 定义私有构造方法（防止通过 new SingletonTest()去实例化）
9. privateSingletonTest(){
10. }
12. // 定义一个SingletonTest类型的变量（不初始化，注意这里没有使用final关键字）
13. privatestaticSingletonTest instance;
15. // 定义一个静态的方法（调用时再初始化SingletonTest，使用synchronized 避免多线程访问时，可能造成重的复初始化问题）
16. publicstaticsynchronizedSingletonTest getInstance(){
17. if(instance ==null)
18. instance =newSingletonTest();
19. return instance;
20. }
21. }

方法三为方法二的简单优化
优点是：使用synchronized关键字避免多线程访问时，出现多个SingletonTest实例。
缺点是：同步方法频繁调用时，效率略低。

方法四 单例模式最优方案 线程安全 并且效率高

1. /**
2. * 方法四
3. * 单例模式最优方案
4. * 线程安全 并且效率高
5. *
6. */
7. publicclassSingletonTest{
9. // 定义一个私有构造方法
10. privateSingletonTest(){
12. }
13. //定义一个静态私有变量(不初始化，不使用final关键字，使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性，避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时，被另外线程调用)
14. privatestaticvolatileSingletonTest instance;
16. //定义一个共有的静态方法，返回该类型实例
17. publicstaticSingletonTest getIstance(){
18. // 对象实例化时与否判断（不使用同步代码块，instance不等于null时，直接返回对象，提高运行效率）
19. if(instance ==null){
20. //同步代码块（对象未初始化时，使用同步代码块，保证多线程访问时对象在第一次创建后，不再重复被创建）
21. synchronized(SingletonTest.class){
22. //未初始化，则初始instance变量
23. if(instance ==null){
24. instance =newSingletonTest();
25. }
26. }
27. }
28. return instance;
29. }
30. }

方法四为单例模式的最佳实现。内存占用地，效率高，线程安全，多线程操作原子性。

• 事实上，可以通过Java反射机制来实例化private类型的构造方法，此时基本上会使所有的Java单例实现失效