懒汉式单例和饿汉式单例

懒汉式单例和饿汉式单例

在了解俩种单例模式之前我们先了解一个特点和一个概念：

• 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。

• 什么是线程安全？

如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

从线程同步上理解：

当一个程序对一个线程安全的方法或者语句进行访问的时候，其他的不能再对他进行操作了，必须等到这次访问结束以后才能对这个线程安全的方法进行访问

1.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() {}    //使用一个类变量来缓存曾经创建过的实例    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。

3.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。

4.应用

• 以下是一个单例类使用的例子，以懒汉式为例，这里为了保证线程安全，使用了双重检查锁定的方式：

public class TestSingleton {    String name = null;        private TestSingleton() {    }    private static volatile TestSingleton instance = null;    public static TestSingleton getInstance() {           if (instance == null) {               synchronized (TestSingleton.class) {                  if (instance == null) {                     instance = new TestSingleton();                 }               }             }            return instance;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public void printInfo() {        System.out.println("the name is " + name);    }}

public class TMain {    public static void main(String[] args){        TestStream ts1 = TestSingleton.getInstance();        ts1.setName("jason");        TestStream ts2 = TestSingleton.getInstance();        ts2.setName("0539");        ts1.printInfo();        ts2.printInfo();        if(ts1 == ts2){            System.out.println("创建的是同一个实例");        }else{            System.out.println("创建的不是同一个实例");        }    }}

运行结果是：

the name is 0539
the name is 0539
创建的是同一个实例