设计模式——单例模式

什么是设计模式

设计模式简单来说就是工程师们经过长期编程，总结的一套固定的编程模式，就像盖房子，本来是随便盖的，但是经过长期实践，建筑者们形成了一套建筑的固定套路，比如哥特式建筑怎么建，四合院怎么建等等。
对应到程序员的软件工程行业，我们其实也是在建造“屋子”，这套设计模式就是我们编程的基本思路。
设计模式有很多种，这里介绍其中最简单也最常用的单例模式。

单例模式即，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。

单例模式实现

懒汉模式（单线程，类加载时不初始化，线程不安全）

public class LazySingleton  {

    private static LazySingleton  instance = null;

    private LazySingleton () {
    }

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

由于单例模式下，该对象只能生成一次，所以重构该类的默认构造方法为Private，但是这样又导致其他类无法访问，所以定义一个public的获取对象的方法getInstance()，该方法表明，当对象不存在时new一个类对象，否则返回对象，这样就实现了只能创建一个实例。
在其他类中，调用这个方法获取该类的实例。

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测试类：

public class TestSingletom {
    
    public static void main(String[] args) {
        LazySingleton  s1 = LazySingleton .getInstance();
        LazySingleton  s2 = LazySingleton .getInstance();
        if(s1==s2){
            System.out.println("创造的是相同的对象");
        }else{
            System.out.println("创造的是不同的对象");
        }
    }
}
//返回结果为：
创造的是相同的对象

懒汉模式进阶版本（单线程，单线程，类加载时不初始化）

public class LazySingleton  {

    private static LazySingleton  instance = null;

    private LazySingleton () {
    }

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

这里和前一个模式的唯一区别在于新加了一个synchronized，这是因为在多线程的情况下，如果两个线程同时运行到判断instance是否为null的if语句时，并且instance的确没有创建时，那么两个线程都会创建一个实例，此时Singleton就不能满足单例模式的要求了。
为了保证在多线程环境下我们还只能得到类的一个实例，需要加上一个同步锁。

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饿汉模式（在类加载时就完成了初始化，所以类加载较慢，但获取对象的速度快）

public class EagerSingleton {
    //饿汉单例模式
    //在类加载时就完成了初始化，所以类加载较慢，但获取对象的速度快
private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
//静态私有成员，已初始化

private EagerSingleton() 
{
    //私有构造函数
}

public static EagerSingleton getInstance()    
//静态，不用同步（类加载时已初始化，不会有多线程的问题）
{
    return instance;
}
}

这种方法不会有线程问题，但是缺点是它不是一种懒加载模式式（lazyinitialization），单例会在加载类后一开始就被初始化，即使客户端没有调用 getInstance()方法。

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最优办法：静态内部类 实现单例模式

public class Singleton5 {

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton5 INSTANCE = new Singleton5();
    }

    private Singleton5() {
    }
    public static final Singleton5 getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它是懒汉式的；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷；

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另外：
有人提问，例模式跟全局变量有什么区别？

他们的区别在于：全局变量是一个变量，存在于某个具体的类中，而单例是一个对象，可以存在于整个应用。