单例模式

对今天学习的Singleton Pattern简单总结下：

定义：保证一个类只有一个实例，必须自己创建自己的实例，并提供一个访问它的全局访问点。

• private 构造函数；
• private static 成员变量：缓存实例；
• public static 方法：创建类实例；

作用

• 保证唯一实例，减少内存开支，避免对资源的多重占用；
• 提供对唯一实例的受控访问；
• 全局变量必须在程序一开始就创建好，单例模式可以延迟初始化；

适用场合 　　

• 控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问； 　　
• 控制实例产生的数量，达到节约资源的目的；　
• 作为通信媒介使用，也就是数据共享，它可以在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的两个线程或者进程之间实现通信；

普通单例模式

通常情况下，单例模式分为饿汉式和懒汉式，具体代码参见下方

• 饿汉式：预先创建实例、占用内存，但线程安全
• 懒汉式：使用时再创建实例、相对节省内存，但存在线程安全问题 

多线程下的单例模式

进程加锁 (懒汉式 -> 饿汉式) –> 双重锁定(Double-Check Locking) –> 静态内部类 –> 枚举 

懒汉式

 public class Singleton{   // 单例-懒汉式
     private static Singleton instance;
     private Singleton() {}
     public static synchronized Singleton getInstace()
     {
         if(null==instance)
             instance = new Singleton();
         return instance;
     }
 }

注：同步方法解决多线程问题。仅第一次设置instance需要同步，之后每次调用此方法，同步都是累赘降低性能。

双重锁定 - 懒汉式改进版

 public class Singleton{ // 单例-双重锁定（懒汉式改进版）
     private volatile static Singleton instance;
     private Singleton() {}
     public static Singleton getInstace()
     {
         if(null==instance){
             synchronized(Singleton.class){
                 if(null==instance)
                     instance = new Singleton();
             }
         }
         return instance;
     }
 }

注：确保实例仅在未创建时加锁，亦能保证多线程安全。
volatile：避免内存模型允许的’无序写入’(某个线程可能会获得一个未完全初始化的实例[构造完整但是部分初始化])导致失败。

饿汉式

 public class Singleton{   // 单例-饿汉式 
   private static Singleton instance = new Singleton();
   private Singleton() {}
   public static Singleton getInstace()
   {
     return instance;
   }
 }　　

注：使用静态初始化(无需显示编写线程安全代码)，加载时即实例化，提前占用系统资源。

静态内部类

 public class Singleton{  // 静态内部类
     private Singleton() {}
     private static class SingletonHelper{
         private final static Singleton instance = new Singleton();
     }
     public static Singleton getInstace(){
         return SingletonHelper.instance;
     }
 }

注：加载时不会初始化静态变量instance，达到延时加载。
　　static：成员变量只保存一份副本；
　　final：保证变量不可变。

枚举

public class Singleton{  // 枚举
     private Singleton() {}
     
 }　　

注：单元素的枚举类型是实现Singleton的最佳方式。

参考：

• 单例模式；
• Java中的五种单例模式实现方法；