设计模式六、单例模式

单例模式是面试和应用中比较广泛的一种设计模式——就不对应业务了，只要是业务要求全局只生成一个对象实例的业务均可使用单例模式

示例1

public class Singleton {
    private static Singleton instance=new Singleton();//私有化静态变量，禁止外部访问
    private Singleton(){}//私有化构造参数，禁止外部生成实例
    /**
     * 功能描述: <br>
     * 〈对外开放的方法：获取当前对象的唯一实例〉

     * @return:
     * @since: 1.0.0
     * @Author:
     * @Date:
     */
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }

}

上述示例特点——典型的饿汉式单例模式

1、在类加载时就进行了初始化，比较浪费内存，

2、线程安全——它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题

3、实现简单，效率高

示例二（为了较少内存消耗）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;//私有化静态变量，禁止外部访问——没有初始化
    private Singleton(){}//私有化构造参数，禁止外部生成实例
    /**
     * 功能描述: <br>
     * 〈先判断实例是否为空，为空则创建实例，否则直接返回〉

     * @return:
     * @since: 1.0.0
     * @Author:
     * @Date:
     */
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance= new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

特点——懒汉式单例模式

1、在使用时才初始化，减少内存消耗

2、在多线程情况下会出现线程安全问题——由于在多线程下无法保证线程安全，所以严格来说并不算单例模式

3、实现简单，效率较高

示例3——未解决示例二的问题

public class Singleton {
    private static Singleton instance;//私有化静态变量，禁止外部访问——没有初始化
    private Singleton(){}//私有化构造参数，禁止外部生成实例

    public static synchronized   Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance= new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

特点：

1、第一次调用才初始化，避免内存浪费。

2、必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。

示例4、

public class Singleton {
    private static Singleton instance;//私有化静态变量，禁止外部访问——没有初始化
    private Singleton(){}//私有化构造参数，禁止外部生成实例
  
    public static  Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(instance==null){
                    instance= new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

}

特点

1、线程安全，效率高——将同步加锁机制，以代码块在方法内部实现，这样只有在第一次初始化时才进入加锁机制，效率影响不大

2、懒加载，节省内存

 示例5

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

特点

1、这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用

解释：

这种方式同样利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 1 种方式不同的是：第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance

示例6——菜鸟教程上看到的，不太理解——参考链接：https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

解释：

这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。

菜鸟上的总结：

一般情况下，不建议使用第 2 种和第 3 种懒汉方式，建议使用第 1种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用第 4 种双检锁方式