单例模式

一、概念

单例模式是一张常见的软件设计模式之一，其目的是保证整个应用中只存在类的唯一实例。比如我们在系统启动时，需要加载一些公共的配置信息，对整个应用程序的整个生命周期中都可见且唯一，这时需要设计成单例模式。如：spring容器，session工厂，缓存，数据库连接池等等。

二、如何保证实例的唯一

1. 防止外部初始化
2. 由类本身进行实例化
3. 保证实例化一次
4. 对外提供获取实例的方法
5. 线程安全

三、几种常见的单例模式的比较

1. 饿汉模式
   “因为饿，所以要立即吃饭，刻不容缓”，在定义类的静态私有变量同时进行实例化。
   优点：线程安全；获取实例速度快
   缺点：类加载即初始化实例，内存浪费

public class Singleton {

    private static final Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }

}

2. 懒汉模式
   “这个人比较懒，等用着你的时候才去实例化”，延迟加载。
   优点：在获取实例的方法中，进行实例的初始化，节省系统资源
   缺点：
   ①如果获取实例时，初始化工作较多，加载速度会变慢，影响系统系能
   ②每次获取实例都要进行非空检查，系统开销大
   ③非线程安全，当多个线程同时访问getInstance()时，可能会产生多个实例

public class Singleton {

    private static Singleton singleton = null;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }

}

3. 同步锁
   优点：线程安全
   缺点：每次获取实例都要加锁，耗费资源，其实只要实例已经生成，以后获取就不需要再锁了

public class Singleton {

    private static Singleton singleton = null;

    private Singleton() {}

    public synchronized static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }

}

4. 双重检查锁
   优点：线程安全，进行双重检查，保证只在实例未初始化前进行同步，效率高
   缺点：还是实例非空判断，耗费一定资源

public class Singleton {

    private static Singleton singleton = null;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }

}

5. 静态内部类
   优点：既避免了同步带来的性能损耗，又能够延迟加载

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton singleton = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.singleton;
    }
}

6. 枚举
   优点：天然线程安全，可防止反射生成实例。

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void init() {
        System.out.println("资源初始化。。。");
    }
}