Java设计模式之——单例模式

定义：Singleton(单例)模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。

使用Singleton模式可以节省内存，因为它限制了实例的个数，有利于Java垃圾回收（garbage collection）。

一般Singleton模式通常有几种形式：

1. 饿汉模式

public class Singleton {    private Singleton(){}    //在自己内部定义自己一个实例，是不是很奇怪？　  //注意这是private 只供内部调用　  private static Singleton instance = new Singleton();　  //这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问　　　  public static Singleton getInstance() {    　　return instance; 　　　  }}

　　从代码中我们看到，类的构造函数定义为private的，保证其他类不能实例化此类，然后提供了一个静态实例并返回给调用者。饿汉模式是最简单的一种实现方式，饿汉模式在类加载的时候就对实例进行创建，实例在整个程序周期都存在。它的好处是只在类加载的时候创建一次实例，不会存在多个线程创建多个实例的情况，避免了多线程同步的问题。它的缺点也很明显，即使这个单例没有用到也会被创建，而且在类加载之后就被创建，内存就被浪费了。

2. 懒汉模式

public class Singleton{      private static Singleton instance = null;      private Singleton(){}      public static Singleton newInstance(){          if(null == instance){              instance = new Singleton();          }          return instance;      }  }  

　　懒汉模式中单例是在需要的时候才去创建的，如果单例已经创建，再次调用获取接口将不会重新创建新的对象，而是直接返回之前创建的对象。如果某个单例使用的次数少，并且创建单例消耗的资源较多，那么就需要实现单例的按需创建，这个时候使用懒汉模式就是一个不错的选择。但是这里的懒汉模式并没有考虑线程安全问题，在多个线程可能会并发调用它的getInstance()方法，导致创建多个实例，因此需要加锁解决线程同步问题，实现如下。

public class Singleton{      private static Singleton instance = null;      private Singleton(){}      public static synchronized Singleton newInstance(){          if(null == instance){              instance = new Singleton();          }          return instance;      }  }  

3.双重校验锁
　　加锁的懒汉模式看起来即解决了线程并发问题，又实现了延迟加载，然而它存在着性能问题，依然不够完美。synchronized修饰的同步方法比一般方法要慢很多，如果多次调用getInstance()，累积的性能损耗就比较大了。因此就有了双重校验锁，先看下它的实现代码。

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

可以看到上面在同步代码块外多了一层instance为空的判断。由于单例对象只需要创建一次，如果后面再次调用getInstance()只需要直接返回单例对象。因此，大部分情况下，调用getInstance()都不会执行到同步代码块，从而提高了程序性能。不过还需要考虑一种情况，假如两个线程A、B，A执行了if (instance == null)语句，它会认为单例对象没有创建，此时线程切到B也执行了同样的语句，B也认为单例对象没有创建，然后两个线程依次执行同步代码块，并分别创建了一个单例对象。为了解决这个问题，需要在同步代码块中增加if (instance == null)语句。

4. 静态内部类

public class Singleton{      private static class SingletonHolder{          public static Singleton instance = new Singleton();      }      private Singleton(){}      public static Singleton newInstance(){          return SingletonHolder.instance;      }  }  

这种方式同样利用了类加载机制来保证只创建一个instance实例。它与饿汉模式一样，也是利用了类加载机制，因此不存在多线程并发的问题。不一样的是，它是在内部类里面去创建对象实例。这样的话，只要应用中不使用内部类，JVM就不会去加载这个单例类，也就不会创建单例对象，从而实现懒汉式的延迟加载。也就是说这种方式可以同时保证延迟加载和线程安全。

总结

本文总结了四种Java中实现单例的方法，其中前两种都不够完美，双重校验锁和静态内部类的方式可以解决大部分问题，平时工作中使用的最多的也是这两种方式。个人的建议是，在没有特殊需求的情况下，使用第三种和第四种方式实现单例模式。