设计模式-单例模式

定义

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

使用场景

确保某个类只有一个对象的场景，避免产生多个对象消耗过多资源，或者某种类型的对象只应该有且只有一个。例如Android程序的安装或卸载，同时只能安装或卸载一个程序，一个Android app只会有个一个Applicaton对象等具体应用场景。

单例模式特点

• 单例类只能有一个实例。
• 单例类必须自己创建自己的唯一实例。
• 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

UML类图

设计模式-单例模式.png

单例模式的7中实现

1. 饿汉模式

public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

• 优点：类装载的时就完成实例化。避免了线程同步问题，线程安全。
• 缺点：没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费

2. 懒汉模式（线程不安全）

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

• 优点: Lazy Loading,节约系统资源
• 缺点: 第一次加载时需要实例化，反应稍慢;线程不安全

3. 懒汉模式（线程安全）[不推荐]

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

• 优点: Lazy Loading 线程安全
• 缺点: 性能过低，只执行一次实例化代码就够了，每次调用getInstance方法都进行同步，造成不必要开销。

4. 双重校验锁模式DCL [推荐]

DCL(Double Check Lock)

public class Singleton {
    private static volatile  Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        // instance为null时进入同步代码块，避免每次都进入，可提高效率
        if (instance == null) {
            // 保证同时只有一个线程进入
            synchronized (Singleton.class) {
                // instance为null再创建
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

优点：线程安全；延迟加载；效率较高。

5. 静态内部类模式 [推荐]

public class Singleton {
    private Singleton() {
    }

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

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

和饿汉单例都采用的是类装载机制保证单线程，但不同的是静态内部类做到了Lazy loading效果，在调用getInstance 方法后才会装载SingletonHodler类，INSTANCE此时进行实例化并绝对单例。
优点：线程安全，延迟加载，效率高。

6. 枚举单例

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void doSomthing() {

    }
}

使用时如下调用即可

Singleton.INSTANCE.doSomthing();

之所以单例，看完下面对enum类反编译结果就知道了

public final class Singleton extends Enum {

    public static Singleton[] values() {
        return (Singleton[]) $VALUES.clone();
    }

    public static Singleton valueOf(String name) {
        return (Singleton) Enum.valueOf(com / example / designpattern / SingletonPattern / Singleton, name);
    }

    private Singleton(String s, int i) {
        super(s, i);
    }

    public void doSomthing() {
    }

    public static final Singleton INSTANCE;
    private static final Singleton $VALUES[];

    static {
        INSTANCE = new Singleton("INSTANCE", 0);
        $VALUES = (new Singleton[]{
                INSTANCE
        });
    }
}

原理和饿汉式单例相同