單例模式（Singleton Pattern）

設計模式大概算是過了一遍了，但總體來說還不是很清楚，因此想在這裏全面的總結一下。

因爲之前學設計模式的時候是用C++寫的，在這裏就不再用C++再寫一遍了，所以本體系中的所有設計模式都將會以java代碼實現，有興趣的讀者可以自行用C++實現。

OK，話不多說，先從單例模式開始。

單例模式是最簡單的設計模式之一，這種設計模式是一種創建型的模式，提供了創建對象的最佳方式。

單例模式顧名思義就是一個類只允許創建一個實例，因此它只涉及到一個單一的類，並且這個類要完成自己創建自己的實例的工作，並保證能且只能創建一個實例。這個類還需要提供一個訪問這個實例的方法。

接下來我們分析一下單例模式的多種實現方式。（以下代碼均爲Java實現，若讀者有興趣可自行用C++實現）

一、懶漢形式（延遲加載）

public class Singleton{
    private static Singleton singleton;//定義一個未初始化的私有靜態對象，外部不可訪問

    //構造私有，保證外部不可創建實例
    private Singleton() {
    }

    //提供公有方法獲取實例
    public synchronized static Single newInstance() {
        if (singleton== null) {
            singleton= new Singleton();//如果singleton爲空就爲其創建實例
        }
        return singleton;//將創建好的實例返回
    }
}

懶漢形式是標準的單例實現形式，它的延遲加載體現在newInstance方法裏的判斷，方法加了synchronized關鍵字可以避免多線程問題，但會影響程序性能。

二、餓漢形式（貪婪加載）

public class Singleton {
    private static Singleton singleton= new Singleton();//直接創建私有靜態實例

    //構造方法私有保證外部不可創建實例
    private singleton() {
    }

    public static Singleton newInstance() {
        return singleton;//將創建好的實例返回
    }
}

在單例對象聲明的時候就直接初始化對象，可以避免多線程問題，但是如果對象初始化比較複雜，會導致程序初始化緩慢。

三、雙重鎖檢查

public class Singleton {
    private volatile static Singleton singleton;

    private Singleton() {
    }

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

這個是懶漢形式的加強版，將synchronized關鍵字移到了newInstance方法裏面，同時將singleton對象加上volatile關鍵字，這種方式既可以避免多線程問題，又不會降低程序的性能。但volatile關鍵字也有一些性能問題，不建議大量使用。

四、Lazy initialization holder class

public class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton singleton = new Singleton();
    }

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton newInstance() {
        return SingletonHolder.singleton;
    }
}

這裏創建了一個內部靜態類，通過內部類的機制使得單例對象可以延遲加載，同時內部類相當於是外部類的靜態部分，所以可以通過jvm來保證其線程安全。這種形式比較推薦。

五、枚舉

public enum Singleton {
    singleton
}

單因素的枚舉類已經實現了單例，這種方法更加簡單。