单例设计模式

单例模式

核心作用：

—保证一个类中只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

常见应用场景：

-Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式

-Windows的Recycle Bin也是很典型的单例引用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。

-项目中，读取配置文件的类，一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据，每次new一个对象去读取。

-网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。

-应用程序的日志应用

-数据库连接池的设计也是采用单例模式，因为数据库是一种数据库资源。

-操作系统的文件系统，也是大的单例模式具体实现的例子，一个操作系统只能有一个文件系统。

单例模式的优点：

—由于单例模式只生成一个实例减少了系统性能开销，当一个对象产生需要比较多的资源时，如读取配置，产生其他依赖对象时，则可以通过在应用程序启动时直接产生单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。

—单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化共享资源的访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

常见的五种单例设计模式

-主要：

*饿汉式（线程安全，调用效率高，但是不能延时加载）

*懒汉式（线程安全，调用效率不高，但是可以延时加载）

-其他：

*双重检测锁式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题。）

*静态内部类式（线程安全，调用效率高，但是，可以延时加载）

*枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载）

饿汉式实现

public class SingletonDemo01{

private static SingletonDemo01 s=new SingletonDemo01();

private SingletonDemo01(){}

public static SingletonDemo01 getInstance(){

return s;

}

}

public class Client{

public static void main(String []args){

SingletonDemo01 s=SingletonDemo01.getInstance();

SingletonDemo01 s2=SingletonDemo01.getInstance();

System.out.println(s==s2)//结果为true

}

}

饿汉单例模式代码中，static变量会在装载时初始化，此时也不会涉及到多个对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题。因此可以省略synchronized关键字。

问题：如果只是加载本类，而不是要调用getInstance(),甚至永远没有调用，则会造成资源浪费。

懒汉式实现（单例对象延迟加载）

public class SingletonDemo02{

private static SingletonDemo02 instance；

private SingletonDemo02(){}//私有化构造器

public static synchronized SingletonDemo02 getInstance(){

if(s==null){

s=new SingletonDemo02();

}

return s;

}

}

要点：

-lazy load！ 延迟加载，懒加载！真正用的时候才加载！

问题：

-资源利用率高了。但是，每次调用getInstance()方法都要同步，并发效率较低。

双重检测锁实现

这个模式将同步内容下方if到内部，提高了执行的效率，不必每次获取对象是进行同步，只有第一次才同步，创建了以后就没必要了。

public class SingletonDemo03{

private static SingletonDemo03 instance=null;

public static SingletonDemo03 getInstance(){

if(instance==null){

SingletonDemo03 ac;

synchronized(SingletonDemo03.class){

ac=instance;

if(ac==null){

synchronized(SingletonDemo03.class);

if(ac==null){

ac=new SingletonDemo03();

}

}

instance=ac;

}

}

return instance;

}

private SingletonDemo03(){}

}

问题：

由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题，不建议使用。

静态内部类实现方式（也是一种懒加载方式）

public class SingletonDemo04{

private static class SingletonClassInstance{

private static final SingletonDemo04 instance=new SingletonDemo04();

}

public static SingletonDemo04 getInstance(){

return SingletonClassInstance.instance;

}

private SingletonDemo04(){}

}

要点：

外部类没有static属性，则不会像饿汉式那样立即加载对象。

只有真正调用getInstance()，才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。instance是static final类型，保证了内存中只有这样一个实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程安全性。

兼备了并发高效调用和延时加载的优势！

使用枚举实现单例模式

public enum SingletonDemo05{

InSTANCE;

public void singlrtonOperation(){

}

}

public static void main(String args[]){

SingletonDemo05 sd=new SingletonDemo05.INSTANCE;

SingletonDemo05 sd2=new SingletonDemo05.INSTANCE;

System.out.println(sd2==sd);

}

优点：

-实现简单

-枚举本身就是单例模式。由于JVM从根本上提供保障！避免通过反射和反序列化的漏洞。

缺点：

-无延迟加载

如何选用五种加载方式

-单例对象 占用资源少，不需要延时加载；

*枚举式 好于 饿汉式

-单例对象 占用资源大，需要延时加载：

*静态内部类式好于懒汉式