java单例模式

这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
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。这个类提供了一种访
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。

注意

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

意图

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决

一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用

当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决

判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码

构造函数是私有的。

应用实例

1、一个党只能有一个主席。
2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点：

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例；
2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）；

缺点：

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，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。

使用场景

1、要求生产唯一序列号；
2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来；；
3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

实现

//创建一个 SingleObject 类public class SingleObject{//创建一个SingleObject 对象   private static SingleObject instance = new SingleObject();   private SingleObject(){}   public static SingleObject getInstance(){       return instance;   }   public void showMessage(){      System.out.print("hello");   }} 

//测试类public class SingletonPatternDemo {   public static void main(String[] args) {      //不合法的构造函数      //编译时错误：构造函数 SingleObject() 是不可见的      #SingleObject object = new SingleObject();      //获取唯一可用的对象      SingleObject object = SingleObject.getInstance();      //显示消息      object.showMessage();   }}

1.懒汉式，线程不安全

是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：否
实现难度：易

描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。

这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。

代码实例：

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

2、懒汉式，线程安全

是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：易

描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。

优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。

缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

代码实例：

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

3、饿汉式

是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。

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。

它基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到
lazy loading 的效果。

代码实例：

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

4、双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）

JDK 版本：JDK1.5 起
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：较复杂

描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。

代码实例：

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