java设计模式-单例模式

引言

        单例模式，顾名思义只有一个实例，该中设计模式主要应用的场景如下：

1.需要频繁实例化然后销毁的对象。

2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。

3.完全限制需要单一对象的，例如计数器等等。

单例模式

一、用类图表示单例模式如下：

单例模式类图

二、常见的几种单例模式写法，具体代码如下：

1、饿汉式-静态常量

饿汉式-静态常量

        这种方法使用静态常量的方式创建单例，静态常量只在类被加载时执行一次，故Singleton1只会产生一个实例。那么它在创建过程中是如何保证多线程安全的呢，类加载工程中，类初始化这一步骤中，jvm会执行方法，该方法是由编译器自动手机类中的所有类变量复制动作和静态语句块中的语句合并产生的，jvm会保证一个类的方法在多线程操作时被正确的同步加锁，保证同一时刻只有一个线程在操作，因此我们可以理解成，是jvm帮我们保证了多线程的安全性。

 缺点：类加载时就实例化了，没有实现“懒加载的过程”，假设类的创建过程很复杂，很消耗资源，在没用到实例时就会被加载消耗资源，而且我们也很难保证该类不会在其他情况下被加载，那么这一方法就不太适用了。

2、饿汉式-静态代码块

    这种方法不在赘述，原理与上面静态常量的方法类似。

3、懒汉式-同步方法

懒汉式-同步方法

        这种方法实现了“懒加载”过程。

优点：未使用该实例时并不创建，能很好的节省资源；

缺点：采用同步方法，极大的消耗系统性能，其实同步方法里的判断，大多数情况下是不会执行的；

4、懒汉式-同步代码块

懒汉式-同步代码块

        这种方法为了解决第三种方法消耗系统性能的问题，当判断实例不存在时，才用同步代码块来创建单个实例。

优点：大多数情况不会执行到同步代码块，所以能提高性能；

缺点：并不能完全保证真正意义上的单例。为什么这么说呢，假设有两个线程同时执行到了if(singleton == null)这一步，发现都没有实例，这时第一线程拿到锁，创建第一个实例，释放锁后第二线程拿到锁，会接着创建第二个实例，这样就违背了单例模式的根本原则。

5、懒汉式-同步代码块-双重检查（推荐使用）

懒汉式-同步代码块-双重检查

        这种方法解决了第四种方法的单一性问题，在线程拿到锁后，再次判断实例是否存在，如果不存在则直接创建，如果创建了则直接跳过，返回已创建实例。这种双重检查应用很广，在很多源码中都会使用到，大家有兴趣可以扒扒jdk多线程源码。

优点：线程安全，效率高；

6、利用静态内部类（推荐使用）

静态内部类

        这种方法通饿汉式的实现方式相类似，都是通过类加载机制类保证线程的安全性和单一性，不同的是饿汉式在类加载时就被实例化了，没有实现懒加载的过程，而这种方法在类加载时并没有实例化，因为内部类并没有被主动引用（有且仅有五种主动引用发生时才会对类初始化操作），所以并没有被实例化，而只有当显式地调用getInstance方法时，才主动引用了内部类，这时才会实例化，达到了懒加载的目的。

优点：线程安全，效率高；

7、利用枚举实现单例（推荐使用）

需要单例的类

内部枚举方法

        这种方法采用了内部枚举类的方式来实现单例模式，当然也可以不用内部枚举类，直接使用枚举类也可以实现，方法殊途同归。

        首先在枚举中我们明确了构造方法是私有的，在访问枚举实例时，会调用起构造方法，同时每个枚举实例都是static final的，保证了只能被实例化一次。所以枚举能很好的保证了单一性。单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。

        该方法不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。可能是因为枚举在JDK1.5中才添加，所以在实际项目开发中，很少见人这么写过。