一篇文章带你搞懂“设计模式”！ - - 单例模式（2）

单例模式

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。

单例模式有八种方式：

饿汉式(静态常量)、饿汉式(静态代码块)、懒汉式(线程不安全)、懒汉式(线程安全，同步方法)、懒汉式(线程安全，同步代码块)、双重检查、静态内部类、枚举

第一种：饿汉式（静态常量）

实现步骤如下：

• 构造器私有化（防止被new）
• 类的内部创建对象
• 向外部暴露一个静态的公共方法（getInstance）

class Singleton { // 1.构造器私有化 private Singleton() { // ... } // 2.在本类内部创建对象实例 private final static Singleton instance = new Singleton(); // 3.对外提供一个公有的静态方法，返回实例对象 public static Singleton getInstance() { return instance; } }

优点：写法简单，在类装载的时候完成实例化，避免了线程同步问题

缺点：在类装载的时候完成实例化，没有懒加载的效果。如果未曾使用过这个类，会造成内存的浪费

第二种：饿汉式（静态代码块）

class Singleton { // 1.构造器私有化 private Singleton() { // ... } // 2.在本类内部声明静态对象属性 private static Singleton instance; // 3.使用静态代码块创建对象 static { instance = new Singleton(); } // 4.对外提供一个公有的静态方法，返回实例对象 public static Singleton getInstance() { return instance; } }

优缺点：与静态常量一样，无非就是把实例化过程放在了静态代码块

第三种：懒汉式（线程不安全）

class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} // 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时，才去创建实例 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }

优缺点：

• 起到了懒加载的效果，但是只能在单线程下使用。
• 如果在多线程下使用，由于静态获取方法未进行线程安全处理，可能会导致产生多个实例
• 因此实际开发中，不建议使用

第四种：懒汉式（线程安全，同步方法）

class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} // 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时，才去创建实例 // 加入了synchronized的同步处理机制，解决线程安全问题 public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }

优缺点：

• 解决了线程不安全问题
• 但是由于同步处理，导致效率低，其实获取方法只要执行一次就够了
• 因此实际开发中，也不建议使用

第五种：懒汉式（线程安全，同步代码块）

class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} // 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法的时，才去创建实例 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { instance = new Singleton(); } } return instance; } }

优缺点：

• 这种方法本意为了改进前一种的效率问题
• 但是反而起不到线程同步作用，依旧可能有多个线程进到if语句，会产生多个实例
• 因此实际开发中，不能使用

第六种：双重检查

class Singleton { // 使用轻量级volatile private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { // 第二次检查，防止重复创建实例 if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } }

优缺点：

• 双重检查有效保证了线程安全
• 同时也避免反复进行方法同步，提高效率
• 满足线程安全，延迟加载，效率高，实际开发中，推荐使用

第七种：静态内部类

class Singleton { private Singleton() {} // 创建一个静态内部类 private static class SingletonInstance { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance(){ return SingletonInstance.INSTANCE; } }

优缺点：

• 这种方法采用了类装载的机制来保证初始化实例只有一个线程
• 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。
• 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，因为在类进行初始化时，是线程安全的（别的线程无法进入）。
• 因此避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高。实际开发中，推荐使用。

第八种：枚举

enum Singleton { INSTACNE; public void method() { // ... } }

优缺点：

• 通过枚举来实现单例模式，不仅能避免多线程同步问题
• 而且还能防止反序列化重新创建新的对象
• 推荐使用

使用单例模式的注意事项

1. 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
2. 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是直接使用new
3. 单例模式的使用场景：
   1. 需要频繁创建和销毁对象
   2. 创建对象时耗时过多或耗费资源过多（大对象）但又要经常用到的对象
   3. 工具类对象
   4. 频繁访问数据库或文件的对象（比如数据源、session工厂等）