定义:

  指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式.

特点:

  单例类只有一个实例对象;

  该单例对象必须由单例类自行创建;

  单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点;

应用场景:

  多线程中的线程池、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、 系统中的缓存等常常被设计成单例

模式结构:

  1.单例类:包含一个实例且能自行创建这个实例的类

  2.访问类:使用单例的类

实现:

  单例模式的实现通常又分为了6种实现方式

  1.饿汉式

  2.懒汉式(unsafe)

  3.懒汉式(secruity)

  4.懒汉式(Double check)

  5.懒汉式(volatile security)

  6.静态内部类(inner_static)

总述:如果要写一个单例模式,要私有构造函数,对外提供唯一对象实例。

本文共有6种写法,仅供参考(全篇阅读约10分钟)

1.饿汉式

  优点: 在多线程情况下,该方法创建的单例是线程安全的(立即加载)

  缺点: 由于instance 是由静态修饰的,所以在加载类之前就会将instance 加载到方法区中,如果长时间不用,这样会长时间占用内存。

public class HungrySingleton {

    private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton() {};

    public HungrySingleton getHungrySingleton() {
return instance;
}
}

2.懒汉式(Unsafe)

  优点:只有在使用时才会被创建,不会在初始化时消耗大量内存

  缺点:线程是不安全的。当被多个线程调用时,线程是不安全,需要在获取实例方法添加synchronized

public class LazySingleton {

    private static LazySingleton instance ;
private LazySingleton() {} public LazySingleton getLayzSingleton() {
if(instance == null)
instance = new LazySingleton();
// return instance;
return LazySingleton.instance; ////此种写法更直观,可以看出是某个类的实例变量
}
}

3.懒汉式(security)

  优点:只有在使用时才会被创建,不会在初始化时消耗内存,同时又确保了线程是安全的

  缺点:虽然保证线程是安全,由于加了同步锁会在并发访问时影响性能

public class LazySingletonSecurity {

    private static LazySingletonSecurity instance;

    private LazySingletonSecurity() {}

    public synchronized LazySingletonSecurity getInstance() {
if(instance == null)
instance = new LazySingletonSecurity();
return instance;
// return LazySingletonSecurity.instance;
}
}

4.懒汉式(double check)

  在示例3中,在getInstance()获取实例的方法是同步的,其目的是为了防止多个线程在获取实例时并发的创建多个对象,但是这样影响了访问的效率,既然是为了防止多线程并发访问,那我们可以把同步方法改成同步代码块,在创建instance 实例处加上同步代码块,当线程1访问instance == null;进来拿到同步锁,将实例创建完成才释放锁,当线程2访问时,instance 已经不等于null 直接返回了实例。

  优点:在使用时都会被创建,访问效率高、线程安全

  缺点:可能会实现空指针情况

public class LazySingletonDoubleCheck {

    private static LazySingletonDoubleCheck instance;
private LazySingletonDoubleCheck() {} /**
* synchronized处:当线程1执行完创建实例释放锁后,线程2执行到此处代码时,得到实例不等于null,于是
* 返回拿到了返还的实例,可能这样解释你觉得怎么会出现这种情况,但这种情况确实会出现,是因为java
* 的happens-before规则导致的,在代码编译后,编译器和处理器会进行优化处理,但在在堆内存创建
* 对象后直接返回了,可能还没有将对象的一些属性初始化完成,而线程2得到的实例可能会出现空指针的情况。
*/
public LazySingletonDoubleCheck getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (LazySingletonDoubleCheck.class) {
if (instance == null)
instance = new LazySingletonDoubleCheck();
}
}
return instance;
}
}

5.懒汉式(volatile security)

  优点:在使用时都会被创建,访问效率高、线程安全

  缺点:如果对关键字性能不了解,这种写法可能不太会被接受

    volatile:虽然不能保证原子性,但保证内存的可见性,即多个线程看到的数据是同一份,它在加载读的时候,会保证所有写的操作完成之后,才会去读,即保证了在创建对象的时候会保证对象完全初始化创建完成。

public class LazySingletonVolatileSecurity {

    private static volatile LazySingletonVolatileSecurity instance;

    private LazySingletonVolatileSecurity() {};

    public LazySingletonVolatileSecurity getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (LazySingletonVolatileSecurity.class) {
if(instance == null)
instance = new LazySingletonVolatileSecurity();
}
} return instance;
}
}

6.静态内部类(inner_static)

  优点:

    1.被static 修饰的类,只有使用到时才会进行加载,而且只加载1次

    2.这种方式是通才内部类调用外部类构造函数,同时提供1种对外访问的方法来实现的

  缺点:需要对jvm加载class的时机掌握的比较清楚

public class LazySingletonInnerStatic {

    private LazySingletonInnerStatic() {}

    private static class InnerClass{
private static final LazySingletonInnerStatic instace = new LazySingletonInnerStatic();
} public LazySingletonInnerStatic getInstance() {
return LazySingletonInnerStatic.InnerClass.instace;
}
}

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