设计模式详解之单例模式

一、定义

单例模式是创建型的

定义：确保一个类只有一个实例，并提供该实例的全局访问点

组成：使用了一个私有构造函数、一个私有静态变量以及一个公有静态函数来实现。

私有构造函数保证玩了不能通过构造函数来创建对象实例，只能通过公有静态函数返回唯一的私有静态变量。

二、实现

1、饿汉式

应用场景：

1、初始化时就需创建单例

2、单例对象要求初始化速度快，占用内存小

原理：

依赖JVM类加载机制，保证单例只被创建一次

优点：

1、线程安全

2、初始化速度快

3、占用内存小

缺点：

1、创建时机不可控制
java 复制代码
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

2、枚举类型

应用场景：

1、初始化时就需创建单例

2、单例对象要求初始化速度快，占用内存小

原理：

1、枚举类型 = 不可被继承的类

2、每个枚举元素 = 类静态常量 = 依赖JVM 类加载机制，保证单例只被创建1次

3、枚举元素都通过静态代码块来进行初始化

4、构造方法访问权限默认 = 私有（private）

5、大部分方法都是final

优点：

1、线程安全

2、自由序列化

3、实现更加简单、简洁

缺点：

1、创建时间不可控制
java 复制代码
public enum Singleton {
    uniqueInstance;
}

3、懒汉式

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

1、类加载时，先不自动创建单例

2、需要时手动创建单例

优点：

1、按需加载单例

2、节约资源

缺点：

1、线程不安全
java 复制代码
public class Singleton {

    private static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

4、同步锁

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

1、使用同步锁 synchronized 锁住创建单例的方法

优点：

1、线程安全

缺点：

1、造成过多的同步开销

5、双重校验锁

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

锁一：若单例已创建，则直接返回已创建的单例，无需再执行加锁操作

锁二：防止多次创建单例问题

优点：

1、线程安全

2、节约资源

缺点：

1、实现复杂
java 复制代码
public class Singleton {

    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

6、静态内部类

应用场景：

1、按需、延迟创建单例

2、单例初始化的操作耗时长

3、单例的占用内存比较大

原理：

1、在静态内部类里创建单例，在装载该内部类时才会去创建单例

2、类是由JVM加载，而JVM只会加载1遍，保证只有一个单例

优点：

1、线程安全

2、节省资源

3、实现简单
java 复制代码
public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

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

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