單例模式也是一種創(chuàng)建型模式延旧，而且也非常容易理解：在一個(gè)系統(tǒng)中可能需要多個(gè)配置文件埋酬，我們希望這些配置文件的實(shí)例只存在一個(gè)，而不是存在多個(gè)重復(fù)的實(shí)例萨醒。這時(shí)候就需要使用單例模式斟珊。
單例模式有幾個(gè)要點(diǎn)：
- 一是必須確保只存在一個(gè)類的實(shí)例。
- 二是類必須自己創(chuàng)建自己验靡，不允許其他類來創(chuàng)建自己倍宾。
- 三是必須提供一個(gè)方法允許其他類訪問單例成員。
根據(jù)這些特點(diǎn)胜嗓，我們可以很容易猜出單例類在Java的樣子：首先他的構(gòu)造方法必須是私有的高职，然后往往需要一個(gè)公有的靜態(tài)方法獲取單例實(shí)例。
單例的實(shí)現(xiàn)
單例模式的實(shí)現(xiàn)有很多種辞州，按照單例的實(shí)例化的時(shí)機(jī)可以分為餓漢式和懶漢式兩種怔锌，下面來逐一說明。
懶漢式（非線程安全）
這種方式非常簡(jiǎn)單变过，也很容易理解埃元。單例實(shí)例在第一次調(diào)用的時(shí)候才創(chuàng)建，符合懶加載的要求媚狰。唯一缺點(diǎn)是這種方式不支持多線程岛杀，在多線程環(huán)境下可能會(huì)創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象。
public class UnThreadSafeSingleton {
private UnThreadSafeSingleton() {
}
private static UnThreadSafeSingleton singleton;
public static UnThreadSafeSingleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
singleton = new UnThreadSafeSingleton();
}
return singleton;
}
}
懶漢式（同步的）
我們可以對(duì)上面的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行改進(jìn)崭孤，以便在多線程環(huán)境下也可以正常工作类嗤。實(shí)現(xiàn)方式很簡(jiǎn)單糊肠，直接在方法上添加synchronized關(guān)鍵字即可。
這種實(shí)現(xiàn)方式雖然也很簡(jiǎn)單遗锣，但是性能不咋地货裹。由于直接在方法上加了鎖，所以如果同時(shí)有兩個(gè)地方獲取單例對(duì)象精偿，其中一個(gè)就會(huì)阻塞弧圆。在獲取單例的次數(shù)獲取比較多的時(shí)候性能很差。
public class SynchronizedThreadSafeSingleton {
private static SynchronizedThreadSafeSingleton singleton;
private SynchronizedThreadSafeSingleton() {
}
public synchronized static SynchronizedThreadSafeSingleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
singleton = new SynchronizedThreadSafeSingleton();
}
return singleton;
}
}
餓漢式（靜態(tài)初始化）
如果不要求必須懶加載笔咽，那么我們可以使用JVM的類加載工作機(jī)制搔预，方便的實(shí)現(xiàn)單例模式。
JVM在第一次加載類的時(shí)候拓轻，會(huì)被初始化累的靜態(tài)域斯撮，并確保靜態(tài)域只初始化一次。所以我們可以將創(chuàng)建單例的代碼放到靜態(tài)初始化塊中扶叉，這樣JVM會(huì)幫我們創(chuàng)建單例勿锅。這種方式的缺點(diǎn)就是加載類的時(shí)候就創(chuàng)建了單例對(duì)象，沒有懶加載枣氧。
public class FirstLoadSingleton {
private static FirstLoadSingleton singleton;
private FirstLoadSingleton() {
}
static {
singleton = new FirstLoadSingleton();
}
public static FirstLoadSingleton getSingleton() {
return singleton;
}
}
雙檢鎖方式
這種方式比較復(fù)雜溢十，但是其他方面都很好：既實(shí)現(xiàn)了懶加載，同時(shí)也是線程安全的达吞，性能還不錯(cuò)张弛。
雙檢鎖模式的要點(diǎn)：一是單例必須使用volatile關(guān)鍵字標(biāo)記；二是在創(chuàng)建單例的時(shí)候要進(jìn)行兩次檢查（這就是雙檢鎖的含義）酪劫。我們可以看到同步塊在第一次判斷之后吞鸭，也就是說只有在第一次調(diào)用時(shí)才可能發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)和阻塞。單例創(chuàng)建之后覆糟，在獲取單例的時(shí)候不會(huì)調(diào)用同步塊刻剥，因此速度會(huì)非常快滩字。和前面的直接在方法上添加同步的例子相比造虏，真是不知道高到哪里去了。
public class DoubleCheckLockSingleton {
private volatile static DoubleCheckLockSingleton singleton;
private DoubleCheckLockSingleton() {
}
public static DoubleCheckLockSingleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (DoubleCheckLockSingleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new DoubleCheckLockSingleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
靜態(tài)內(nèi)部類方式
這種方式和雙檢鎖方式的效果類似麦箍，既可以保證懶加載又具有多線程下的性能優(yōu)勢(shì)漓藕。而且實(shí)現(xiàn)起來更加簡(jiǎn)單。唯一缺點(diǎn)就是單例對(duì)象必須是靜態(tài)的挟裂，而雙檢鎖方式的單例對(duì)象可以是實(shí)例的享钞。
道理也很簡(jiǎn)單，如果我們把單例放到類的靜態(tài)字段上诀蓉，不能保證延遲加載的話嫩与，那么再用一層內(nèi)部類包住不就行了寝姿。這樣交排，當(dāng)外層類第一次加載的時(shí)候划滋，不會(huì)觸發(fā)單例的初始化。而在第一次獲取單例的時(shí)候埃篓，才會(huì)調(diào)用內(nèi)部類处坪，從而讓JVM加載單例。
public class InnerClassSingleton {
private static class Inner {
private static InnerClassSingleton singleton = new InnerClassSingleton();
}
private InnerClassSingleton() {
}
public static InnerClassSingleton getSingleton() {
return Inner.singleton;
}
}
枚舉方式
這種方式是Java實(shí)現(xiàn)單例最好的方式架专，連《Effective Java》都推薦我們使用這種方式同窘。不過現(xiàn)在貌似使用的還是比較少。一來部脚，枚舉是Java 1.5才加入的東西想邦；二來，Java的枚舉使用起來確實(shí)很捉急委刘。甚至有些開發(fā)實(shí)踐都要求不使用枚舉丧没，而是使用共有靜態(tài)字段來代替。所以枚舉單例這種方式就比較稀少了锡移。
不過確實(shí)呕童，Java的枚舉天生就是為實(shí)現(xiàn)單例而存在的。首先淆珊，枚舉的實(shí)例是在使用時(shí)才被初始化的夺饲，這和單例模式延遲加載的要求相符。其次施符，枚舉類型只允許存在私有的構(gòu)造函數(shù)往声，從根本上杜絕了創(chuàng)建多個(gè)單例的可能性。而且當(dāng)枚舉序列化和反序列化的時(shí)候戳吝，同樣會(huì)保證單例的唯一性浩销。因此我們說，枚舉方式是Java實(shí)現(xiàn)單例最好的方式骨坑。
可能還是不太好理解撼嗓，所以還是直接看代碼吧。假設(shè)我們需要一個(gè)單例的配置對(duì)象欢唾，我們可以創(chuàng)建枚舉來解決且警。枚舉的構(gòu)造方法默認(rèn)（且只能）是私有的，我們直接在構(gòu)造方法中初始化數(shù)據(jù)（例如從文件讀取等等）礁遣，然后通過枚舉類中定義的方法來讀取數(shù)據(jù)斑芜。如果對(duì)Java的枚舉還是感覺到比較陌生的話回去復(fù)習(xí)一下枚舉類的用法。
public enum EnumSingleton {
Instance;
private String data;
EnumSingleton() {
//在構(gòu)造方法中進(jìn)行初始化
data = "Some data";
}
public String getData() {
return data;
}
}
當(dāng)然在現(xiàn)在的Java生態(tài)中單例模式一般不需要我們手動(dòng)實(shí)現(xiàn)了祟霍。像Spring和Guice這樣的依賴注入框架已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單例模式杏头，所以我們?cè)谑褂眠@些框架的時(shí)候盈包，創(chuàng)建和確保單例的工作有這些框架完成，我們只需要編寫傳統(tǒng)的非線程安全類即可醇王。
