单例设计模式

1. 单例概念

单例模式是一种对象创建模式，它用于产生一个对象的具体实例，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。

2. 好处

对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销。
由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。

3. 单例的写法

饿汉、懒汉、懒汉线程安全、DCL、静态内部类、枚举

3.1 饿汉

public class EagerSingleton {
    private final static EagerSingleton mEagerSingleton = new EagerSingleton();
    private EagerSingleton() {
        System.out.println("create singleton");
    }
    public static EagerSingleton getEagerSingleton() {
        return mEagerSingleton;
    }
}

无法对单例实例延时加载。

3.2 懒汉

public class LazySingleton {
    private static LazySingleton mLazySingleton = null;
    private LazySingleton() {

    }
    public static LazySingleton getLazySingleton() {
        if (mLazySingleton == null) {
            mLazySingleton = new LazySingleton();
            return mLazySingleton;
        }
        return mLazySingleton;
    }
}

在多线程并发下无法保证实例唯一。

3.3 懒汉线程安全

public class LazySaftySingleton {
    private static LazySaftySingleton mLazySaftySingleton = null;
    private LazySaftySingleton() {

    }
    public static synchronized LazySaftySingleton getLazySingleton() {
        if (mLazySaftySingleton == null) {
            mLazySaftySingleton = new LazySaftySingleton();
            return mLazySaftySingleton;
        }
        return mLazySaftySingleton;
    }
}

性能不足

3.4 DCL

public class DCLSingleton {
    // jvm指令重排序优化，使用volatile禁止jvm指令重排序优化
    private static volatile DCLSingleton mInstance = null;

    private DCLSingleton() {

    }

    public static DCLSingleton getInstance() {
        // 避免不必要的同步
        if (mInstance == null) {
            // 同步方法
            synchronized (DCLSingleton.class) {
                // 在第一次时同步初始化
                if (mInstance == null) {
                    mInstance = new DCLSingleton();
                }
            }
        }
        return mInstance;
    }
}

jvm的即时编译器中存在指令重排序的优化。

3.5 静态内部类

static 初始化操作保证数据在内存中是唯一的，final无法在初始化后有赋值操作，所以也是线程安全的。

public class StaticInnerSingleton {

    private StaticInnerSingleton() {
    }

    public static StaticInnerSingleton getInstance() {
        return SingletonHolder.mInstance;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final StaticInnerSingleton mInstance = new StaticInnerSingleton();
    }
}

jvm本身机制保证了线程安全，没有性能缺陷。

3.6 枚举

class Resource {
}

public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;
    private Resource instance;

    private EnumSingleton() {
        instance = new Resource();
    }

    public Resource getInstance() {
        return instance;
    }
}

写法简单，线程安全。

4. android中的单例模式

application，是android系统为程序创建的唯一实例，采用的是单例模式。可以在Application中存放全局的静态变量属性，方便各个工具类的调用。