單例模式

一、序言

單例模式是最常用到的設計模式之一，一般介紹單例模式的書籍都會提到餓漢式和懶漢式這兩種實現方式。但是除了這兩種方式，本文還會介紹其他幾種實現單例的方式。

二、概念

單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種類型的設計模式屬於創建型模式，它提供了一種創建對象的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負責創建自己的對象，同時確保只有單個對象被創建。這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式，可以直接訪問，不需要實例化該類的對象。

注意：

• 1、單例類只能有一個實例。
• 2、單例類必須自己創建自己的唯一實例。
• 3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

適用場合

• 需要頻繁的進行創建和銷燬的對象；
• 創建對象時耗時過多或耗費資源過多，但又經常用到的對象；
• 工具類對象；
• 頻繁訪問數據庫或文件的對象。

三、八種寫法

1、餓漢式（靜態常量）[可用]

public class Singleton {

    private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

優點：這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成類的實例化，這樣就避免了線程同步問題。

缺點：這樣的加載模式沒有懶加載的效果，如果這個類沒有用到的情況下，會造成內存的浪費

2、餓漢式（靜態代碼塊）[可用]

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    static {
        instance = new Singleton();
    }

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

這種方式和上面的方式其實類似，只不過將類實例化的過程放在了靜態代碼塊中，也是在類裝載的時候，就執行靜態代碼塊中的代碼，初始化類的實例。優缺點和上面是一樣的。

3、懶漢式(線程不安全)[不可用]

public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
} 

 優點：有懶加載的效果

 缺點：只適合單線程，多線程有線程安全問題。假設線程A剛好進入了if的判斷階段，還沒來得及實例化，這時候線程B也通過了   if判斷，結果就出現了一個類兩個實例的情況，違背了單例模式的原則。

4、懶漢式(線程安全，同步方法)[不推薦用]

public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

優點：解決上面第三種實現方式的線程不安全問題，做個線程同步就可以了，於是就對getInstance()方法進行了線程同步。

缺點：效率低下，每個線程在想獲得類的實例時候，執行getInstance()方法都要進行同步。

5、懶漢式(線程安全，同步代碼塊)[不可用]

public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

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

 缺點：無法線程同步，會出現第三種寫法的多實例問題。

6、雙重檢查[推薦用]

public class Singleton {

    private static volatile Singleton singleton;

    private Singleton() {}

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

Double-Check概念對於多線程開發者來說不會陌生，如代碼中所示，我們進行了兩次if (singleton == null)檢查，這樣就可以保證線程安全了。這樣，實例化代碼只用執行一次，後面再次獲取實例時時，判斷if (singleton == null)，直接return實例化對象。

優點：線程安全；延遲加載；效率較高。

7、靜態內部類[推薦用]

public class Singleton {

    private Singleton() {}

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

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

這種方式跟餓漢式方式採用的機制類似，但又有不同。兩者都是採用了類裝載的機制來保證初始化實例時只有一個線程。不同的地方在餓漢式方式是隻要Singleton類被裝載就會實例化，沒有Lazy-Loading的作用，而靜態內部類方式在Singleton類被裝載時並不會立即實例化，而是在需要實例化時，調用getInstance方法，纔會裝載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實例化。

類的靜態屬性只會在第一次加載類的時候初始化，所以在這裏，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進行初始化時，別的線程是無法進入的。

優點：避免了線程不安全，延遲加載，效率高。

8、枚舉[推薦用]

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void whateverMethod() {

    }
}

藉助JDK1.5中添加的枚舉來實現單例模式。不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創建新的對象。可能是因爲枚舉在JDK1.5中才添加，所以在實際項目開發中，很少見人這麼寫過。