程序设计优化——（1）单例模式（懒汉、饿汉及单例模式优化）

　　简介：单例模式是设计模式中使用比较普遍的设计模式，也是非常简单的一种设计模式。单例模式是指确保系统中只有一个实例。最常见的单例模式分为懒汉模式和饿汉模式。

1. 单例模式的好处：

　　1）对于频繁使用的对象，可以省去创建对象的开销；

　　2）由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，从而减少系统GC的时间。

2. 单例模式形成的条件

　　1）必须要有一个私有构造器

　　2）单例对象变量需要是私有的静态static

3. 饿汉模式( 这个汉子太饿了，一上来就直接new 对象实例）

　　实现代码：

　　SingletonDemoHungry.java

/**
 * <p>Description: 单例模式
 *     饿汉模式
 * </p>
 * @author Huang Xiaocong
 * @data 2019年10月27日
 */
public class SingletonDemoHungry {
    
    private SingletonDemoHungry() {    //私有构造器
        System.out.println("创建单例模式");    //实际开发中，创建单例模式的时候可能比较慢
    }
    private static SingletonDemoHungry instance = new SingletonDemoHungry();
    
    public static SingletonDemoHungry getInstance() {
        return instance;
    }    
}

　　优点：这种单例模式的实现方式简单可靠。

　　缺点：无法对对象实例（instance）做延迟加载。假如在单例的创建过程很慢，而由于instance成员变量是static定义的，所以在加载单例类的过程中也会一起加载。若单例类中还存在其他static方法或者变量，也会一起加载。并且在其他地方使用该单例类时也会被加载多次。

　　如SingletonDemoHungry.java单例类中还存在其他静态方法：

　　public static void printInfo() {
        System.out.println("printInfo in SingletonDemoHungry!!");
    }

　　在其他地方调用SingletonDemoHungry.printInfo(); 时， 程序将打印如下信息。程序并没有使用单例类，但instance实例还是被创建出来了。

创建单例模式
printInfo in SingletonDemoHungry!!

　　为了解决上述这个问题，可以使用饿汉模式。

4.懒汉模式（这个汉子太懒了，直到要使用的时候才new 对象）

　　SingletonDemoLazy.java

/**
 * <p>Description: 懒汉模式</p>
 * @author Huang Xiaocong
 * @data 2019年10月27日
 */
public class SingletonDemoLazy {

    private static SingletonDemoLazy instance = null;
    private SingletonDemoLazy() {
        System.out.println("创建单例模式");    //实际开发中，创建单例模式的时候可能比较慢
    }
    public static synchronized SingletonDemoLazy getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new SingletonDemoLazy();
        }
        return instance;
    }
}

 该懒汉模式与饿汉模式相比，引入了延迟加载机制。但其中的getInstance()方法必须是同步的，否则在多线程环境下，当线程1在新建单例时，创建完正打算赋值时，线程2可能判断instance为null，同时进行创建对象，而导致多个实例被创建。虽然实现了延迟加载的功能，但是同时又引入了新的问题，使用synchronized关键字，在多线程环境中，它的时耗远远大于饿汉模式。

　　为了使用延迟加载反而降低了系统性能，得不偿失，可对其进行改进优化：

/**
 * <p>Description: 改进的懒汉模式</p>
 * @author Huang Xiaocong
 * @data 2019年10月27日
 */
public class SingletonDemoNewLazy {

    private SingletonDemoNewLazy() {
        System.out.println("SingletonDemoNewLazy.SingletonDemoNewLazy()");
    }
    //内部类SingletonHolder
    private static class SingletonHolder {
        private static SingletonDemoNewLazy instance = new SingletonDemoNewLazy();
    }
    
    public static SingletonDemoNewLazy getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

改进后的单例模式使用内部类维护单例类的实例，当SingletonDemoNewLazy被加载时，其内部类并不会被初始化。而只有当调用getInstance()方法时才会调用加载SingletonHolder。即最后的SingletonDemoNewLazy.java既实现了延迟加载，也不必使用同步机制。