63.设计模式笔记-单例模式

转载请注明出处　http://blog.csdn.net/qq_31715429/article/details/78394480
本文出自：猴菇先生的博客

使用场景：
确保某个类有且只有一个对象的场景，避免产生多个对象消耗过多的资源，或者某种类型的对象只应该有且只有一个。

关键点：
.1)构造函数不对外开放，一般为private，不能通过new的形式手动构造单例类的对象；
.2)通过一个静态方法或者枚举返回单例类对象；
.3)确保单例类的对象有且只有一个，尤其在多线程环境下(synchronized)；
.4)确保单例类对象在反序列化时不会重新构建对象。

1.饿汉式：

public class Singleton{    private static final Singleton singleton = new Singleton();    private Singleton(){}//构造函数私有    public static Singleton getInstance(){        return singleton;    }}

2.懒汉式：

//懒汉模式是声明一个静态对象，并且在用户第一次调用getInstance时进行初始化，//而上述的饿汉模式是在声明对象时就已经初始化public class Singleton{    private static Singleton singleton;    private Singleton{}    public static Singleton getInstance(){        if(singleton == null){            singleton = new Singleton();        }        return singleton;    }}

3.synchronized：

//在多线程情况下保证单例对象唯一性public class Singleton{    private static Singleton singleton;    private Singleton{}    public static synchronized Singleton getInstance(){        if(singleton == null){            singleton = new Singleton();        }        return singleton;    }}//优点：只有在使用时才会被实例化，在一定程度上节约了资源//缺点：第一次加载时需要及时实例化，反应稍慢；每次调用getInstance都会进行同步，造成不必要的同步开销。//一般不建议使用

4. Double Check Lock(DCL)双重校验锁：

public class Singleton{    private volatile static Singleton singleton = null;    private Singleton{}    public static Singleton getInstance(){        if(singleton == null){            synchronized (Singleton.class){                if(singleton == null){                    singleton = new Singleton();                }            }        }        return singleton;    }}//由于Java编译器允许处理器乱序执行，以及JDK1.5之前JMM(Java Memery Model，即Java内存模型)中Cache、寄存器到主内存回写顺序的规定，DCL可能会失效；//在JDK1.5或之后的版本，只需要添加volatile关键字，就可以保证singleton对象每次都是从主内存中读取。//优点：既能够在需要时才初始化单例，又能保证线程安全，且单例对象初始化后调用getInstance不进行同步锁。//缺点：第一次加载反应稍慢，也由于Java内存模型的原因和高并发环境下偶尔会失败。//两次判空：第一次为了避免不必要的同步，第二层是为了在null的情况下创建实例。//该模式是使用最多的单例实现方式，能够在需要时才实例化单例对象，并且能够在绝大多数场景下保证单例对象的唯一性，//除非代码在并发场景比较复杂或者低于JDK6版本下使用，否则，这种方式一般能够满足需求。

5.静态内部类单例模式:

public class Singleton{    private Singleton(){}    public static Singleton getInstance(){        return SingletonHolder.sInstance;    }    /**     * 静态内部类     */     private static class SingletonHolder{         private static final Singleton sInstance = new Singleton();     }}//当第一次加载Singleton类时并不会初始化slnstance，只有在第一次调用Singleton的getlnstance方法时才会导致slnstance被初始化。//因此，第一次调用getlnstance方法会导致虚拟机加载SingletonHolder类，这种方式不仅能够确保线程安全，也能够保证单例对象的唯一性，同时也延迟了单例的实例化，//所以这是何洪辉老师推荐使用的单例模式实现方式。

6.枚举单例：

public enum SingletonEnum{    INSTANCE;    public void doSomething(){        System.out.println("do sth.");    }}//写法简单，不仅能够有字段，还能够有方法。同时默认枚举实例的创建时线程安全的，并且在任何情况下它都是一个单例，包括反序列化。

7.使用容器实现单例模式：

public class SingletonManager{    private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String, Object>();    private SingletonManager(){}    public static void putInstance(String key, Object instance){        if(!objMap.containsKey(key)){            objMap.put(key, instance);        }    }    public static Object getInstance(String key){        return objMap.get(key);    }}//在程序的初始，将多种单例类型注入到一个统一的管理类中，在使用时根据key获取对象对应类型的对象。//这种方式使得我们可以管理多种类型的单例，并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作，降低了用户的使用成本，也对用户隐藏了具体实现，降低了耦合度。

总结：不管以哪种形式实现单例模式，它们的核心原理都是将构造函数私有化，并且通过静态方法获取一个唯一的实例，在这个获取的过程中必须保证线程安全、防止反序列化导致重新生成实例对象等问题。选择哪种实现方式取决于项目本身，如是否是复杂的并发环境、JDK版本是否过低、单例对象的资源消耗等。

单例模式是运用频率很高的模式，但是，由于在客户端通常没有高并发的情况，因此，选择哪种实现方式并不会有太大的影响。即便如此，出于效率考虑，我们推荐用DCL、静态内部类的形式。

优点
(1) 由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁地创建销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化，单例模式的优势就非常明显。

(2) 由于单例模式只生成一个实例，所以，减少了系统的性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后用永久驻留内存的方式来解决。

(3) 单例模式可以避免对资源的多重占用，例如一个写文件操作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作。

(4) 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，例如，可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

缺点
(1) 单例模式一般没有接口，扩展很困难，若要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。

(2) 单例对象如果持有Context，那么很容易引发内存泄漏，此时需要注意传递给单例对象的 Context 最好是 Application Context。