设计模式之单例模式

一、简介

1、单例模式是一种对象创建模式，用于产生一个对象的具体实例，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。

2、在Java中，单例模式带来的好处如下：

• 对于频繁使用的对象，可以省去创建对象所花费的时间。
• 由于使用new关键字操作的次数减少，所以对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC的压力，缩短GC停顿时间。

二、单例模式类图

1、单例模式的参与者只有单例类和使用者，其中单例类提供单例的工厂，返回单例对象；而使用者获取并使用单例类。如下图：

三、Java语言实现单例模式

1、方式一

如下代码所示，单例类的构造方法必须私有化，这样才能确保单例类不会在系统中的其它代码内被实例化。

[java] view plaincopyprint?

1. public class Singleton {  
2.       
3.     private static Singleton instance = new Singleton();  
4.   
5.     // 构造方法私有化  
6.     private Singleton() {  
7.           
8.     }  
9.       
10.     public static Singleton getInstance() {  
11.         return instance;  
12.     }  
13. }  

缺点：无法对instance实例做延迟加载。由于instance变量是static定义的，所以在JVM加载单例类后，首次主动使用单例类时，单例对象就会被创建。

2、方式二

如下代码所示，这种方式就能达到延迟加载的要求，但是getInstance方法必须是同步的，否则在多线程环境下，可能会导致多个实例被创建

[java] view plaincopyprint?

1. public class Singleton {  
2.       
3.     private static Singleton instance;  
4.   
5.     // 构造方法私有化  
6.     private Singleton() {  
7.           
8.     }  
9.       
10.     public static synchronized Singleton getInstance() {  
11.         if (instance == null) {  
12.             instance = new Singleton();  
13.         }  
14.         return instance;  
15.     }  
16. }  

缺点：由于引入了同步关键字，在多线程环境下它的时耗要远远大于第一种实现方式。

3、方式三

如下代码所示，单例模式使用内部类来维护单例类的实例，当Singleton类被加载时，其被内部类并不会被初始化，所以可以确保当Singleton类被载入JVM时，不会初始化单例类；而当getInstance方法被调用时，才会去加载SingletonHolder类，而当执行SingletonHolder.instance时，由于是对SingletonHolder类的首次主动使用，所以此时才会初始化instance。同时，由于实例的建立是在类加载时完成，所以天生对多线程友好，getInstance方法不再需要使用同步关键字。

[java] view plaincopyprint?

1. public class Singleton {  
2.       
3.     // 构造方法私有化  
4.     private Singleton() {  
5.           
6.     }  
7.       
8.     private static class SingletonHolder {  
9.         private static Singleton instance = new Singleton();  
10.     }  
11.       
12.     public static Singleton getInstance() {  
13.         return SingletonHolder.instance;  
14.     }  
15. }  

优点：使用内部类方式实现单例，既可以做到延迟加载，也不必使用同步关键字。