Java设计模式之单例模式(Singleton Pattern)

单例模式：用来创造独一无二的，只能有一个实例的对象设计模式。单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。相比于全局变量(对对象的静态引用)，单例模式可以延迟实例化，而且全局变量不能保证只有一个实例。

UML图：

如何保证只有一个实例呢？我们可以构造器的修饰符变为private，这样外部类就不能通过new来获取实例了，还记得修饰符对应的作用域吗？看下图：

确定了构造器为private之后，接着再定义一个static方法供全局访问来获得这个单例，首先可以先这样实现：

 private static SingleTon uniqueInstance; //私有构造器 private SingleTon() { } //定义static供全局访问 public static SingleTon getInstance() {     if (uniqueInstance == null) {        uniqueInstance = new SingleTon();     }     return uniqueInstance; }

当你正在得意单例模式愉快地搞定了的时候，殊不知代码有个致命的隐患：多线程。假如项目中不会用到多线程，那么上面的代码已经够用了。但如果项目中会用到多线程，比如项目中有2个线程，线程A执行到getInstance()方法中的if (uniqueInstance == null)了，这时CPU去执行线程B，而线程B恰巧也执行到getInstance()方法中的if (uniqueInstance == null)了，此时uniqueInstance 还没有被初始化，所以线程A和线程B都会去初始化类，导致单例失效，存在多个实例，解决方法就是加同步锁：synchronized。下面给出几种不同的实现方式：

1、如果对性能要求不高，可以直接简单粗暴地加到getInstance()前面：

    private static SingleTon uniqueInstance;    private SingleTon() {    }    public static synchronized SingleTon getInstance() {        if (uniqueInstance == null) {            uniqueInstance = new SingleTon();        }        return uniqueInstance;    }

如果将getInstance()运行在频繁运行的地方，上面的单例会让执行效率大大下降，接着看下面的方式。

2、饿汉式单例：

 //在静态初始化器中创建实例 private static SingleTon uniqueInstance = new SingleTon(); private SingleTon() { } public static SingleTon getInstance() {     //已经有了实例，直接使用     return uniqueInstance; }

在静态初始化器中创建单例，这样就保证了线程安全，在JVM加载这个类时马上创建了唯一的实例，这样就保证了任何线程访问uniqueInstance静态变量之前，一定先创建了此实例。饿汉式单例优点是不用使用同步锁，保证了线程安全；缺点也很明显，类加载时就初始化了实例，假如getInstance()没有使用，浪费了内存。

3、懒汉式单例(双重加锁式)：

 private volatile static SingleTon uniqueInstance; private SingleTon() { } public static SingleTon getInstance() {     //检查实例，如果不存在就进入同步区     if (uniqueInstance == null) {          //只有第一次才会执行同步锁块         synchronized (SingleTon.class) {             //进入同步块内，实例仍是null的时候才去创建实例             if (uniqueInstance == null) {                 uniqueInstance = new SingleTon();             }         }     }     return uniqueInstance; }

volatile关键字：当uniqueInstance变量被初始化成SingleTon实例时，多个线程正确的处理uniqueInstance变量。
双重加锁式保证了只有第一次调用时才会执行同步锁块，后面再调用就不会执行同步锁块了，相比于1中的方式，性能大大提升。

针对不同情况，可以选择上面的一种来实现单例模式！