设计模式之单例模式

• 定义：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

          如：Singleton——负责创建Singleton类自己的唯一实例，并提供一个getInstance的方法，让外部来访问这个类的唯一实例     

• • 饿汉式：private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();  【线程安全的】    ——典型的空间换时间
  • 懒汉式：private static Singleton uniqueInstance = null;        【线程不安全的】              ——典型的时间换空间
• 功能：保证这个类在运行期间只会被创建一个类实例，为全局访问提供一个访问点，就是getInstance()访问
• 范围：java里面实现的单例是一个虚拟机的范围。因为虚拟机有装载类的功能，所以一个虚拟机在通过自己的ClassLoader装载饿汉式实现单例类的时候就会创建一个类的实例。

                    懒汉式单例有延迟加载和缓存的思想

• 优缺点：
• • 饿汉式是典型的空间换时间（在装载的时候就创建了实例，代码长，但是全面，占得空间多，用空间换时间）
  • 懒汉式是典型的时间换空间（因为懒，没有创建实例，速度快，时间短，用时间换空间）
  • 不加同步的懒汉式是线程不安全的。比如，有两个线程，线程A,线程B，它们同时调用getInstance方法，就可能导致并发问题。
  • 饿汉式是线程安全的，因为虚拟机保证只会装载一次，在装载类的时候是不会发生并发的

          如何保证懒汉式的线程安全？

• • • 加synchronized即可

public static synchronized Singleton getInstance(){}

               但是这样会降低整个访问的速度，而且每次都要判断。可以使用双重检查加锁。

               双重加锁机制：

• • 第一重检查：并不是每次进入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，进入方法以后，先检查实例是否存在，如果不存在才进入下面的同步块
  • 第二重检查：进入同步块以后，再次检查实例是否存在，如果不存在，就在同步的情况下创建一个实例

               双重加锁机制的实现会使用一个关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量。      

//双重检查加锁的单例模式

public class Singleton{

     privatevolatile static Singleton instance = null;

     private Singleton(){

     }

     public static Singleton getInstance(){

          //先检查实例是否存在，如果不存在进入下面的同步块

          if(instance == null){

               //同步块，线程安全的创建实例

               synchronized(Singleton.class){

                    //再次检查实例是否存在，如果不存在才真正的创建实例

                   instance = new Singleton(); 

               }

          }

          return instance;

     }

}

•  一种更好的单例实现方式

public class Singleton{

     //类级的内部类，也就是静态类的成员式内部类，该内部类的实例与外部类的实例没有绑定关系，而且只有被调用的时才会装载，从而实现了延迟加载

     private static class SingletonHolder{

          //静态初始化器，由JVM来保证线程安全

          private static Singleton instance = new Singleton();

     }

     //私有化构造方法

     private Singleton(){

     }

     public static Singleton getInstance(){

          return SingletonHolder.instance;

     }

}

• 何时选用单例模式

          当需要控制一个类的实例只能有一个，而且客户端只能从一个全局访问点访问它时，可以选用单例模式。