单例模式之Java实现

1.概念：
　　单例模式的写法有好几种，这里主要介绍两种：懒汉式单例、饿汉式单例。
2.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。
3.应用场景：
1.在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。
2.每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。

一，懒汉式_01

//懒汉式，在第一次调用时创建对象
public class Singleton {
    //private修饰意愿私有
    private static Singleton singleton=null;
    public static Singleton getInstance(){
        if (singleton==null) {
            //当对象为空时，创建新对象
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}
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• 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。
• 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.

二.懒汉式（线程安全）

1.这种方法的在方法前加上synchornized关键字，保证了线程同步，但是由于锁粒度过大，导致效率偏低，不推荐！

//懒汉式带同步锁
public class Singleton_02 {
    private static Singleton_02 single=null;
    //加上Synchronized关键字实现同步锁
    public static synchronized Singleton_02 getInstance(){
        if(single==null){
            single=new Singleton_02();
        }
        return single;
    }
}
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2.双重检查锁

//懒汉式双重检查锁
public class Singleton_03 {
    //使用volatile关键字为了保证原子性
    private static volatile Singleton_03 single=null;

    public static Singleton_03 getInstance(){
        if(single==null){
            synchronized(Singleton_03.class){
                if(single==null){
                    single=new Singleton_03();
                }
            }
        }
        return single;
    }
}
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private static volatile Singleton_03 single=null; 中的volatile关键字是为了不出现某线程读入一个不完整的对象
例如：在编译运行时，可能会出现重排序从a-b-c排序为a-c-b。在多线程的情况下会出现以下问题。当线程A在执行第7行代码时，B线程进来执行到第4行代码。假设此时A执行的过程中发生了指令重排序，即先执行了a和c，没有执行b。那么由于A线程执行了c导致instance指向了一段地址，所以B线程判断instance不为null，会直接跳到return并返回一个未初始化的对象。

3.静态内部类

public class Singleton_04 {
    //静态内部类。从调用对象变为调用类对象
    private static class LazyHolder{
        private static Singleton_04 single=new Singleton_04();
    }
    public static Singleton_04 getInstance(){
        return LazyHolder.single;
    }
}

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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。

二 . 饿汉式
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。
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。

//饿汉式-->就是在类加载时就创建好对象
public class Singleton_05 {
    private static Singleton_05 single=new Singleton_05();

    //静态工厂方法，调用创建好的方法
    public static Singleton_05 getInstance(){
        return single;
    }
}
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饿汉式和懒汉式的区别：

• 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。

完结撒花~~~~~~

文章借鉴的具体地址如下，需要进一步详细了解如下：
原文链接：https://blog.csdn.net/jason0539/article/details/23297037