设计模式-单例模式

1、概述

单例模式是一种创建型模式，它要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。

2、优缺点

优点：由于单例模式只生成了一个实例，所以能够节约系统资源，减少性能开销，提高系统运行效率。
缺点：因为系统中只有一个实例，导致了单例类的职责过重，违背了“单一职责原则”，同时不利于扩展。

3、实现方式

常见的单例模式实现方式有五种：饿汉式、懒汉式、双重检测锁、静态内部类和枚举单例。

饿汉式

public class SingletonDemo{
    //私有实例，类初始化即加载  
    private static SingletonDemo instance = new SingletonDemo();  
    //构造方法私有化
    private SingletonDemo(){}
    //类的唯一出口
    public static SingletonDemo  getInstance(){
       return instance;      
    } 
}

1. 类加载时就初始化，浪费内存，不能延迟加载；
2. 基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，线程安全；
3. 没有加锁，调用效率高。

懒汉式

//版本1
public class SingletonDemo{
    //定义私有对象为null，先不实例
    private static SingletonDemo instance = null;
    //构造方法私有化
    private SingletonDemo(){}
    //在对外暴露的方法中实例化对象   
    public static SingletonDemo getInstance(){
        if instance == null{
            instance = new SingletonDemo()
        }
        return instance;
    }
}
//可以延迟加载，但是线程不安全

//版本2
public class SingletonDemo{
    //定义私有对象为null，先不实例
    private static SingletonDemo instance = null;
    //构造方法私有化
    private SingletonDemo(){}
    //在对外暴露的方法中实例化对象   
    public synchronized static SingletonDemo getInstance(){
        if instance == null{
            instance = new SingletonDemo()
        }
        return instance;
    }
}
//可以延迟加载，并且线程安全，但是效率不高

//版本3
public class SingletonDemo{
    //volatile修饰，禁止指令重拍，为了后续线程安全
    private volatile static SingletonDemo instance = null;
    //构造方法私有化
    private SingletonDemo(){}
    //在对外暴露的方法中实例化对象   
    public static SingletonDemo getInstance(){
        if instance == null{
            synchronized SingletonDemo.class{
                if instance == null{
                    instance = new SingletonDemo()
                }
            }          
        }
        return instance;
    }
}
//延迟加载，线程安全，效率较高

静态内部类

public class SingletonDemo{
    //静态内部类，调用时才会加载
    private static class InnerClass{
        private final static SingletonDemo INSTANCE = new  SingletonDemo()
    }
    //构造方法私有化
    private SingletonDemo(){}
    //直接获取实例
    public SingletonDemo getInstance(){
        return InnerClass.INSTANCE
    }
}

1. 利用了classloader机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，线程安全；
2. 只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载静态内部类，从而实例化instance，延迟加载。

枚举

public enum SingletonDemo{
    INSTANCE;
}

枚举：天生就是单例最佳。但是实际工作使用中，很少使用。
1.简洁，无线程安全问题
2.自动支持序列化机制，自动防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。
3.不是延迟加载的。

4、应用场景

1、生成全局惟一的序列号；
2、访问全局复用的惟一资源，如磁盘、总线等；
3、单个对象占用的资源过多，如数据库等；
4、系统全局统一管理，如Windows下的Task Manager；
5、网站计数器。