说说单例模式

今天来说说单例模式（Singleton），这是一种在日常开发中比较常用的软件设计模式，在使用这个设计模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例对象存在。

使用单例模式的好处：

能够避免实例对象的重复创建，可以减少每次创建对象的时间开销，还能节约内存空间。
可以避免由于操作多个实例导致的逻辑错误。

下面介绍一下单例模式的几种写法。

1. 饿汉式

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

从上面代码可以看到，使用单例模式的类的构造器要使用private修饰符，这样可以保证在其他类里面不能实例化该单例类。从private static Singleton instance = new Singleton();可以看出，饿汉式是在类加载的时候就对实例进行创建（在类加载阶段会执行static静态变量的初始化）。

优点：因为是在类加载的时候创建的实例，不会存在多条线程创建多个实例的情况。

缺点：即使这个单例对象没有被使用到也会被创建出来，浪费了内存。

2.懒汉式

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public class Singleton {
    private static Singleton instance= null;// 不实例化
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        // 当 instance 为 null 时，则实例化对象，否则直接返回对象
        if(null == instance){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优点：这种写法的好处就是在你需要的时候才去创建单例对象，这样就不会浪费内存了，如果单例对象已经创建，再次调用获取方法将不会去创建新的对象，而是返回之前创建的对象。

缺点：我们这里的懒汉式写法没有考虑线程安全的问题，如果有多条线程并发调用getInstance方法，可能会导致创建出多个实例对象，因此我们需要加上锁来解决线程安全问题：

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public class Singleton {
    private static Singleton instance= null;// 不实例化
    private Singleton(){}
    //加上同步锁
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        // 当 instance 为 null 时，则实例化对象，否则直接返回对象
        if(null == instance){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

3.双重检查锁模式

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public class Singleton {
    private static Singleton instance= null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(null == instance){// 第一次检查，当 instance 为 null 时，则实例化对象，否则直接返回对象
            synchronized (Singleton.class){// 同步锁
                if(null == instance){// 第二次检查
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

加了锁的懒汉式既解决了线程并发问题，又实现了延迟加载，看似很好，但是它是存在着性能问题的，synchronized修饰的同步方法要比一般方法慢很多，如果多次调用获取实例方法，累积的性能损耗就大了，所以才有了上面的双重检查锁的写法。

所谓的双重检查，不就是检查两次是否已经有这个单例对象了嘛，因为单例对象只需要创建一次，后面再次调用getInstance方法只需直接返回单例对象，因此大部分情况下，调用getInstance方法都不会执行到同步代码块，相比于直接把synchronized加在方法级别上，这样就提高了程序性能。

4.静态内部类

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

这种写法也是利用了类加载机制来保证只创建一个实例，因此也不会存在多线程安全的问题，只不过这里是在内部类里面去创建对象实例，这样写的话只要应用中不使用内部类，JVM就不会去加载这个内部类，也就不会去创建单例对象，这样就实现了懒汉式的延迟加载，也就是说这种写法可以同时保证延迟加载和线程安全。

总结

饿汉式在类加载时就实例化单例对象，因此不存在线程安全问题。
懒汉式默认不实例化，只在首次调用时才创建单例对象。但懒汉式在多线程环境下可能存在线程安全问题，因此我们采用双重检查的方式来确保其线程安全。