3、Singleton单例模式

1、定义

确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例

2、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。

3、单例模式可以分为懒汉式和饿汉式

• 懒汉式单例模式：在类加载时不初始化。
• 饿汉式单例模式：在类加载时就完成了初始化，所以类加载比较慢，但获取对象的速度快。

1）懒汉式，线程不安全

这种方式是最基本的实现方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。

public class SingletonDemo1 {
    private static SingletonDemo1 instance;
    private SingletonDemo1(){}
    public static SingletonDemo1 getInstance(){
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonDemo1();
        }
        return instance;
    }
}

2）懒汉式，线程安全

• 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
• 缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。

public class SingletonDemo2 {
    private static SingletonDemo2 instance;
    private SingletonDemo2(){}
    public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonDemo2();
        }
        return instance;
    }
}

3）饿汉式

基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，这时候初始化instance没有达到lazy loading的效果。

• 优点：没有加锁，执行效率会提高。
• 缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

public class SingletonDemo3 {
    private static SingletonDemo3 instance = new SingletonDemo3();
    private SingletonDemo3(){}
    public static SingletonDemo3 getInstance(){
        return instance;
    }
}

4）饿汉，变种

在类初始化即实例化instance

public class SingletonDemo4 {
    private static SingletonDemo4 instance = null;
    static{
        instance = new SingletonDemo4();
    }
    private SingletonDemo4(){}
    public static SingletonDemo4 getInstance(){
        return instance;
    }
}

5）登记式/静态内部类

这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。

• 利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程.
• 这种方式是SingletonDemo5 类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance.

public class SingletonDemo5 {
    private static class SingletonHolder{
        private static final SingletonDemo5 instance = new SingletonDemo5();
    }
    private SingletonDemo5(){}
    public static final SingletonDemo5 getInsatance(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

6）枚举

自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。

public enum SingletonDemo6 {
    instance;
    public void whateverMethod(){
    }
}

7）双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）

这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能

public class SingletonDemo7 {
    private volatile static SingletonDemo7 singletonDemo7;
    private SingletonDemo7(){}
    public static SingletonDemo7 getSingletonDemo7(){
        if (singletonDemo7 == null) {
            synchronized (SingletonDemo7.class) {
                if (singletonDemo7 == null) {
                    singletonDemo7 = new SingletonDemo7();
                }
            }
        }
        return singletonDemo7;
    }
}