单例模式

概念：
　　java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式的写法有好几种，这里主要介绍三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例。
　　单例模式有以下特点：
　　1、单例类只能有一个实例。
　　2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
　　3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

　
　单例模式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。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer
Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请
求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。

一、懒汉式单例

  1. //懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己
  2. public class Singleton {
  3. private Singleton() {}
  4. private static Singleton single=null;
  5. //静态工厂方法
  6. public static Singleton getInstance() {
  7. if (single == null) {
  8. single = new Singleton();
  9. }
  10. return single;
  11. }
  12. }

Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。

（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。）

但
是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，要实现线程安全，有以下三种方式，都
是对getInstance这个方法改造，保证了懒汉式单例的线程安全，如果你第一次接触单例模式，对线程安全不是很了解，可以先跳过下面这三小条，去看
饿汉式单例，等看完后面再回头考虑线程安全的问题：

1、在getInstance方法上加同步

  1. public static synchronized Singleton getInstance() {
  2. if (single == null) {
  3. single = new Singleton();
  4. }
  5. return single;
  6. }

2、双重检查锁定

  1. public static Singleton getInstance() {
  2. if (singleton == null) {
  3. synchronized (Singleton.class) {
  4. if (singleton == null) {
  5. singleton = new Singleton();
  6. }
  7. }
  8. }
  9. return singleton;
  10. }

3、静态内部类

  1. public class Singleton {
  2. private static class LazyHolder {
  3. private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
  4. }
  5. private Singleton (){}
  6. public static final Singleton getInstance() {
  7. return LazyHolder.INSTANCE;
  8. }
  9. }

这种比上面1、2都好一些，既实现了线程安全，又避免了同步带来的性能影响。

二、饿汉式单例

  1. //饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化
  2. public class Singleton1 {
  3. private Singleton1() {}
  4. private static final Singleton1 single = new Singleton1();
  5. //静态工厂方法
  6. public static Singleton1 getInstance() {
  7. return single;
  8. }
  9. }

饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以天生是线程安全的。

饿汉式和懒汉式区别

从名字上来说，饿汉和懒汉，

饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getInstance的时候，单例是已经存在的了，

而懒汉比较懒，只有当调用getInstance的时候，才回去初始化这个单例。

另外从以下两点再区分以下这两种方式：

1、线程安全：

饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，

懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2、3，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。

2、资源加载和性能：

饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，

而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

至于1、2、3这三种实现又有些区别，

第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的，

第2种，在getInstance中做了两次null检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗

第3种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以一般我倾向于使用这一种。

这里解释了为什么用voliate

UML类图

?

时间： 2024-12-16 22:40:41

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