设计模式-单例模式

什么是单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建，并提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象

单例模式特点

单例类只能有一个实例
单例类必须自己创建自己的唯一实例
单例类必须给所有其他对象提供这一实例

单例模优缺点

优点

在内存里只有一个实例，减少了内存的开销
提供了对唯一实例的受控访问
避免对资源的多重占用
优化和共享资源访问
...

缺点

没有接口，难以扩展
没有接口，不能继承，一定程度上违背了“单一职责原则”，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化
...

常见单例模式实现

懒汉式，线程不安全

线程不安全

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton (){}
    public static Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) {
        singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
    }
}

懒汉式，线程安全

线程安全
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费
缺点：加锁会影响效率

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton (){}
    public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) {
        singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
    }
}

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance() {
        synchronized (Singleton.class) {
            if (singleton == null) {
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

饿汉式

线程安全
优点：没有加锁，执行效率会提高
缺点：类加载时就初始化，浪费内存

public class Singleton {
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

#静态代码块
public class Singleton {
    private static Singleton singleton = null;
    static {
        singleton = new Singleton();
    }
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

双重校验锁

线程安全
采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能

public class Singleton {
    private static Singleton singleton = null;
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

静态内部类

线程安全
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，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
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

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

内部枚举类

public class Singleton {
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonEnum.INSTANCE.getInstance();
    }
    public enum SingletonEnum {
        INSTANCE;
        private Singleton singleton = null;
        private SingletonEnum() {
            singleton = new Singleton();
        }
        public Singleton getInstance() {
            return singleton;
        }
    }
}