设计模式之--单例模式

单例模式

原文地址：http://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

单例模式（Singleton Pattern）是java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式数据创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式设计到一个单一的类，该类负责创建自己对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

1.单列类只能有一个实例。
2.单列类必须自己创建自己的唯一实例。
3.单列类必须给所有其他对象提供这一实例。

介绍

意图：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单列，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

优点：

1.在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例。
2.创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如I/O与数据库的链接等。

注意事项： getInstance()方法中需要使用同步锁synchronized(Singleton.class)防止多线程同时进入造成instance被多次实例化。

实现

单列模式的几种实现方式

1.懒汉式，线程不安全

描述：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 Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  

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

2.懒汉式，线程安全

描述：这种方式具备很好的lazy loading,能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99%情况下不需要同步。

优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须就加synchronized才能保证单例，但加锁会影响效率。getInstance()的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

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

3.饿汉式

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。

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

4.双检锁/双重校验锁

描述：采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance()的性能对应程序很关键。

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

5.登记式/静态内部类

描述：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使用。

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

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