一、單例模式介紹

所謂類的單例設(shè)計模式缩焦，就是采取一定的方法保證在整個的軟件系統(tǒng)中读虏，對于某個類只能存在一個對象實例责静，并且該類只提供一個取得其對象實例的方法（靜態(tài)方法）。

比如Hibernate的SessionFactory盖桥，它充當(dāng)數(shù)據(jù)存儲源的代理灾螃，并負(fù)責(zé)創(chuàng)建Session對象。SessionFactory并不是輕量級的揩徊，一般情況下腰鬼，一個項目通常只需要一個SessionFactory就夠，這時就會使用到單例模式塑荒。

二熄赡、單例模式的七種方式

單例模式有以下七種方式

餓漢式（靜態(tài)常量）
餓漢式（靜態(tài)代碼塊）
懶漢式（線程不安全）
懶漢式（線程安全，同步方法）
懶漢式之雙重檢查（線程安全袜炕，同步代碼塊）
靜態(tài)內(nèi)部類
枚舉

1本谜、餓漢式（靜態(tài)常量）

步驟如下：

構(gòu)造器私有化（防止new）
在類的內(nèi)部創(chuàng)建對象
向外暴露一個靜態(tài)的公共方法（getInstance）

package com.cxc.singleton.type1;

public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton == singleton1);
    }
}

/**
 * 餓漢式（靜態(tài)變量）
 */
class Singleton{
    //構(gòu)造器私有化
    private Singleton(){}

    //在類內(nèi)部創(chuàng)建對象實例
    private final static Singleton instance = new Singleton();

    //提供一個公有的靜態(tài)方法，返回實例對象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

這種方式的優(yōu)點是寫法簡單偎窘，在類裝載的時候就完成了實例化，避免了線程同步問題溜在。
而缺點有以下：

在類裝載的時候就完成實例化陌知，沒有達(dá)到懶加載（Lazy Loading）的效果。如果從始至終從未使用過這個實力掖肋，則會造成內(nèi)存的浪費仆葡。
這種方式基于classloader機(jī)制避免了多線程的同步問題，不過志笼，instance在類裝載時就實例化沿盅，在單例模式中大多數(shù)都是調(diào)用getInstance方法，但是導(dǎo)致類裝載的原因有很多種纫溃，因此不能確定有其他的方式（或者其他的靜態(tài)方法）導(dǎo)致類裝載腰涧，這時候切換instance就沒有達(dá)到懶加載的效果。
這種單例模式可用紊浩，但是可能造成內(nèi)存浪費窖铡。

2、餓漢式（靜態(tài)代碼塊）

與第一種方式一樣坊谁，僅僅只是將實例化對象放入一個靜態(tài)代碼塊而已费彼。

package com.cxc.singleton.type2;

public class SingletonTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton == singleton1);
    }
}

/**
 * 餓漢式（靜態(tài)代碼塊）
 */
class Singleton{

    //構(gòu)造器私有化
    private Singleton(){}

    //對象實例
    private static Singleton instance ;

    //在靜態(tài)代碼塊中實例化對象
    static{
        instance = new Singleton();
    }

    //提供一個公有的靜態(tài)方法，返回實例對象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

3口芍、懶漢式（線程不安全）

先不實例化對象箍铲，等到需要用到的時候再去實例化：

package com.cxc.singleton.type3;

public class SingletonTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton);
    }
}

/**
 * 懶漢式（線程不安全）
 */
class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一個靜態(tài)的公有方法，當(dāng)使用到該方法時鬓椭，才去實例化
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

優(yōu)缺點：

起到了懶加載的效果颠猴，但是只能在單線程下使用聋庵。
如果在多線程下，一個線程進(jìn)入了if(singleton == null)判斷語句塊芙粱，還未來得及往下執(zhí)行祭玉，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時就會產(chǎn)生多個實例春畔。所以在多線程環(huán)境下不可使用這種方式脱货。

4、懶漢式（線程安全律姨，同步方法）

在方法上加入synchronized同步關(guān)鍵字：

package com.cxc.singleton.type4;

public class SingletonTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton);
    }
}

/**
 * 懶漢式（線程安全,同步方法）
 */
class Singleton{
    private static Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一個靜態(tài)的公有方法振峻，加入了同步處理的代碼，解決線程安全問題
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

優(yōu)缺點：

解決了線程不安全問題择份。
效率太低了扣孟，每個線程在想獲得類的實例的時候，執(zhí)行getInstance()方法都要進(jìn)行同步荣赶，而其實這個方法只執(zhí)行一次實例化代碼就夠了凤价，后面的想獲得該類實例，直接return就行了拔创，方法進(jìn)行同步效率太低利诺。

5、懶漢式之雙重檢查（線程安全剩燥，同步代碼塊）

在方法里面先判空后慢逾，再使用synchronized關(guān)鍵字的同步代碼塊（鎖的是類），如果再一次判空（這里必須雙重判空灭红，不然會有線程安全問題）：

package com.cxc.singleton.type5;

public class SingletonTest05 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton);
    }
}

/**
 * 懶漢式（線程安全,同步代碼塊）
 */
class Singleton{
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一個靜態(tài)的公有方法
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized(Singleton.class){
                //雙重判定
                if (instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }

        }
        return instance;
    }
}

對象加上了volatile關(guān)鍵字是為了保證變量的可見性侣滩，防止指令重排序。

6变擒、靜態(tài)內(nèi)部類

這種方式利用到了靜態(tài)內(nèi)部類的特性：

靜態(tài)內(nèi)部類在外部類裝載時并不是立即被實例化君珠，而是需要使用到靜態(tài)內(nèi)部類時才會被加載。

package com.cxc.singleton.type6;

public class SingletonTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println(singleton);
    }
}

/**
 * 靜態(tài)內(nèi)部類
 */
class Singleton{
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //寫一個靜態(tài)內(nèi)部類赁项，該類中有一個靜態(tài)屬性
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    //提供一個靜態(tài)的公有方法
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

優(yōu)缺點：

這種方式采用了類裝載的機(jī)制來保證初始化實例時只有一個線程葛躏。
靜態(tài)內(nèi)部類這種方式在Singleton類被裝載時并不是立即實例化，而是在需要實例化時悠菜，調(diào)用getInstance方法用到了內(nèi)部類舰攒，才會裝載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實例化悔醋。
類的靜態(tài)屬性只會在第一次加載類的時候初始化摩窃，所以在這里，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進(jìn)行初始化時猾愿，別的線程是無法進(jìn)入的鹦聪。
避免了線程不安全，利用靜態(tài)內(nèi)部類特點實現(xiàn)延遲加載蒂秘，效率高泽本。極力推薦。

7姻僧、枚舉

package com.cxc.singleton.type7;

public class SingletonTest07 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;
        singleton.sayOk();
    }
}

/**
 * 使用枚舉可以實現(xiàn)單例模式
 */
enum Singleton{
    INSTANCE;

    public void sayOk(){
        System.out.println("ok~");
    }
}

三规丽、單例模式在JDK應(yīng)用的源碼分析

在JDK的java.lang.Runtime類中就用到了單例模式，Runtime的部分源碼如下：

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    /**
     * Returns the runtime object associated with the current Java application.
     * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance
     * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
     *
     * @return  the <code>Runtime</code> object associated with the current
     *          Java application.
     */
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }

    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}
    ......
}

Runtime類定義了currentRuntime對象撇贺，然后直接實例化赌莺，對其構(gòu)造方法私有化。這是屬于餓漢式單例模式松嘶。

四艘狭、單例模式注意事項和細(xì)節(jié)說明

單例模式保證了系統(tǒng)內(nèi)存中該類只存在一個對象，節(jié)省了系統(tǒng)資源翠订，對于一些需要頻繁創(chuàng)建銷毀的對象巢音，使用單例模式可以提高系統(tǒng)性能。
當(dāng)想實例化一個單例類的時候蕴轨，必須要記住使用相應(yīng)的獲取對象的方法港谊，而不是使用new。
單例模式使用的場景：需要頻繁的進(jìn)行創(chuàng)建和銷毀的對象橙弱、創(chuàng)建對象時耗時過多或耗費資源過多（即重量級對象），但又經(jīng)常用到的對象燥狰、工具類對象棘脐、頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對象（比如數(shù)據(jù)源、session工廠等）龙致。

設(shè)計模式 | 詳解單例模式（餓漢式艺普、懶漢式簸州、靜態(tài)內(nèi)部類、枚舉歧譬、JDK源碼剖析）

設(shè)計模式 | 詳解單例模式（餓漢式岸浑、懶漢式、靜態(tài)內(nèi)部類瑰步、枚舉矢洲、JDK源碼剖析）

一、單例模式介紹

二熄赡、單例模式的七種方式

1本谜、餓漢式（靜態(tài)常量）

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5、懶漢式之雙重檢查（線程安全剩燥，同步代碼塊）

6变擒、靜態(tài)內(nèi)部類

7姻僧、枚舉

三规丽、單例模式在JDK應(yīng)用的源碼分析

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