单例模式

单例模式(Singleton Pattern)：确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。单例模式是一种对象创建型模式。

单例模式结构图.jpg

• Singleton（单例）

在单例类的内部实现只生成一个实例，同时它提供一个静态的getInstance()工厂方法，让客户可以访问它的唯一实例；为了防止在外部对其实例化，将其构造函数设计为私有；在单例类内部定义了一个Singleton类型的静态对象，作为外部共享的唯一实例。

但是这样写，并不能满足只生成一个实例的要求。如果 Singleton的构造方法中需要执行耗时操作，那么当第二次调用getInstance时，为null的条件依然成立，所以会产生多个实例。

以下是两个优化过后的单例模式

• 饿汉式单例模式

class EagerSingleton {   
    private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();   
    private EagerSingleton() { }   
  
    public static EagerSingleton getInstance() {  
        return instance;   
    }     
} 

当类被加载时，静态的私有成员变量 instance 就被初始化，并且只会创建一次，不会产生多个实例。

• 懒汉式单例模式

class LazySingleton {   
    private volatile static LazySingleton instance = null;   
  
    private LazySingleton() { }   
  
    public static LazySingleton getInstance() {   
        //第一重判断  
        if (instance == null) {  
            //锁定代码块  
            synchronized (LazySingleton.class) {  
                //第二重判断  
                if (instance == null) {  
                    instance = new LazySingleton(); //创建单例实例  
                }  
            }  
        }  
        return instance;   
    }  
}  

依靠synchronized关键字锁定代码块，来确保多线程调用情况下的安全性，也不会产生多个实例。

• 饿汉式单例在类被加载的时候就实例化了自己，确保了唯一性，也不用考虑多线程访问的问题。但是不管系统是否需要该实例对象，都会创建。且在系统刚加载的时候，时间会增加。

• 懒汉式单例在第一次需要使用的时候才会创建实例，因此不会浪费系统资源，并且通过双重检查锁，volatile 等关键字来控制，会影响系统性能。

• java语言最好的单例模式写法 Initialization Demand Holder (IoDH)

//Initialization on Demand Holder  
class Singleton {  
    private Singleton() {  
    }  
      
    private static class HolderClass {  
            private final static Singleton instance = new Singleton();  
    }  
      
    public static Singleton getInstance() {  
        return HolderClass.instance;  
    }  
}  

由于静态单例对象没有作为Singleton的成员变量直接实例化，因此类加载时不会实例化Singleton，第一次调用getInstance()时将加载内部类HolderClass，在该内部类中定义了一个static类型的变量instance，此时会首先初始化这个成员变量，由Java虚拟机来保证其线程安全性，确保该成员变量只能初始化一次。由于getInstance()方法没有任何线程锁定，因此其性能不会造成任何影响。