JAVA设计模式之单例模式

　　Java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式的写法有好几种，这里主要介绍三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例。
　　单例模式有以下特点：
　　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。

一、懒汉式单例

//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己 public class Singleton {    private Singleton() {}    private static Singleton single=null;    //静态工厂方法     public static Singleton getInstance() {         if (single == null) {               single = new Singleton();         }          return single;    }}

Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。
（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。）
但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，要实现线程安全，有以下三种方式，都是对getInstance这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全，如果你第一次接触单例模式，对线程安全不是很了解，可以先跳过下面这三小条，去看饿汉式单例，等看完后面再回头考虑线程安全的问题：

1、在getInstance方法上加同步

public static synchronized Singleton getInstance() {         if (single == null) {               single = new Singleton();         }          return single;}

2、双重检查锁定

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

3、静态内部类

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

这种比上面1、2都好一些，既实现了线程安全，又避免了同步带来的性能影响。
二、饿汉式单例

//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化 public class Singleton1 {    private Singleton1() {}    private static final Singleton1 single = new Singleton1();    //静态工厂方法     public static Singleton1 getInstance() {        return single;    }}

饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以天生是线程安全的。
三、登记式单例(可忽略)

//类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。public class Singleton3 {    private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();    static{        Singleton3 single = new Singleton3();        map.put(single.getClass().getName(), single);    }    //保护的默认构造子    protected Singleton3(){}    //静态工厂方法,返还此类惟一的实例    public static Singleton3 getInstance(String name) {        if(name == null) {            name = Singleton3.class.getName();            System.out.println("name == null"+"--->name="+name);        }        if(map.get(name) == null) {            try {                map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());            } catch (InstantiationException e) {                e.printStackTrace();            } catch (IllegalAccessException e) {                e.printStackTrace();            } catch (ClassNotFoundException e) {                e.printStackTrace();            }        }        return map.get(name);    }    //一个示意性的商业方法    public String about() {            return "Hello, I am RegSingleton.";        }        public static void main(String[] args) {        Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);        System.out.println(single3.about());    }}

登记式单例实际上维护了一组单例类的实例，将这些实例存放在一个Map（登记薄）中，对于已经登记过的实例，则从Map直接返回，对于没有登记的，则先登记，然后返回。
这里我对登记式单例标记了可忽略，我的理解来说，首先它用的比较少，另外其实内部实现还是用的饿汉式单例，因为其中的static方法块，它的单例在类被装载的时候就被实例化了。

饿汉式和懒汉式区别

从名字上来说，饿汉和懒汉，饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getInstance的时候，单例是已经存在的了，而懒汉比较懒，只有当调用getInstance的时候，才回去初始化这个单例。
另外从以下两点再区分以下这两种方式：

1、线程安全：
饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，
懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2、3，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

2、资源加载和性能：
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。
至于1、2、3这三种实现又有些区别，
第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的，
第2种，在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗
第3种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以一般我倾向于使用这一种。

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