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一、单例模式概述

（1）单例模式简介
单例模式属于创建型模式，所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

单例类只能有一个实例。
单例类必须自己创建自己的唯一实例。
单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

比如Hibernate的SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创建Session对象。SessionFactory并不是轻量级的，一般情况下，一个项目通常只需要一个SessionFactory就够，这是就会使用到单例模式。

（2）单例模式优缺点
优点

在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点

没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

（3）单例模式的实现方式

懒汉式，线程不安全
懒汉式，线程安全
饿汉式
双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）
登记式/静态内部类
枚举

二、懒汉式

1、线程不安全懒汉式

（1）线程不安全懒汉式示例

创建一个类，私有化该类的构造器，创建一个私有的静态常量，并对外提供一个公有的静态方法

/*线程不安全懒汉式*/
public class Singleton1 {
    /*私有化构造器*/
    private Singleton1(){}

    /*本类内部创建静态常量*/
    private static Singleton1 singleton ;

    /*提供一个对外的公有的静态方法，当使用到的时候才创建这个实例对象*/
    public static Singleton1 getSingleton() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton1();
        }
        return singleton;
    }
}

main方法类

public class Lhs {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton1 singleton1 = Singleton1.getSingleton();
        Singleton1 singleton2 = Singleton1.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

（2）线程不安全懒汉式分析

优缺点

起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用；
如果在多线程下，一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例，所以在多线程环境下不可使用这种方式；
在实际开发中，不要使用这种方式。

2、线程安全懒汉式

（1）线程安全懒汉式示例

创建一个类，私有化该类的构造器，创建一个私有的静态常量，并对外提供一个公有的静态方法，同时需要在这个静态方法上加上线程同步锁，控制线程运行。

/*线程安全懒汉式*/
public class Singleton2 {
    /*私有化构造器*/
    private Singleton2(){}

    /*本类内部创建静态常量*/
    private static Singleton2 singleton ;

    /*提供一个对外的公有的静态方法，在方法上加入同步锁synchronized*/
    public static synchronized Singleton2 getSingleton() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton1();
        }
        return singleton;
    }
}

main方法类

public class Lhs {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton2 singleton1 = Singleton2.getSingleton();
        Singleton2 singleton2 = Singleton2.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果一致

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

（2）线程安全懒汉式分析

优缺点

解决了线程不安全问题；
效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getSingleton()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接return就行了，方法进行同步效率太低；
在实际开发中，不推荐使用这种方式。

3、同步代码块懒汉式

（1）同步代码块懒汉式示例

/*同步代码块饿汉式*/
public class Singleton3 {
    /*私有化构造器*/
    private Singleton3(){}

    /*本类内部创建静态常量*/
    private static Singleton3 singleton ;

    /*提供一个对外的公有的静态方法*/
    public static Singleton3 getSingleton() {
        if (singleton == null) {
            /*在创建实例出加上同步锁*/
            synchronized(Singleton3.class) {
                singleton = new Singleton3();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

main方法类

public class Lhs {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton3 singleton1 = Singleton3.getSingleton();
        Singleton3 singleton2 = Singleton3.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果一致

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

（2）同步代码块懒汉式分析

优缺点

这种方式，改为同步产生实例化的的代码块，但是这种同步并不能起到线程同步的作用，假如一个线程进入了if (singleton == nul)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例，会造成线程不安全的问题；
在实际开发中，不能使用这种方式

三、饿汉式

1、静态常量饿汉式

（1）静态常量饿汉式示例

新建一个类，将类的构造器私有化，在该类内部创建该类的实例，并对外提供公共的访问方法以获取该类的实例

/*静态常量饿汉式*/
public class Singleton1 {
    /*私有化构造器*/
    private Singleton1(){}

    /*本类内部创建对象实例*/
    private final static Singleton1 singleton = new Singleton1();

    /*提供一个对外的公有的静态方法，返回这个实例对象*/
    public static Singleton1 getSingleton(){
        return singleton;
    }
}

再main方法类中获取该类的实例，可以得到，每次获取到的都是同一个实例

public class Ehs {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton1 singleton1 = Singleton1.getSingleton();
        Singleton1 singleton2 = Singleton1.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果为

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

（2）静态常量饿汉式分析

优缺点

这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化，避免了线程同步问题；
没有加锁，执行效率会提高；
在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费；
这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，singleton在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getSingleton方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式( 或者其他的静态方法)导致类装载，这时候初始化singleton就没有达到lazy loading的效果；
这种单例模式可用，可能造成内存浪费。

2、静态代码块饿汉式

（1）静态代码块饿汉式示例

新建一个类，将类的构造器私有化，在该类内部创建一个静态常量，并通过静态代码块的方式才能关键类的实例赋予静态常量，然后对外提供公共的访问方法以获取该类的实例

/*静态代码块饿汉式*/
public class Singleton2 {
    /*私有化构造器*/
    private Singleton2(){}

    /*本类内部创建静态变量*/
    private static Singleton2 singleton;

    /*静态代码块中创建类的实例，并赋值给静态变量*/
    static {
        singleton  = new Singleton2();
    }

    /*提供一个对外的公有的静态方法，返回这个实例对象*/
    public static Singleton2 getSingleton(){
        return singleton;
    }
}

main方法类

public class Ehs {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton2 singleton1 = Singleton2.getSingleton();
        Singleton2 singleton2 = Singleton2.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果不变

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

（2）静态代码块饿汉式分析

优缺点：

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。
这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

四、双检锁/双重校验锁（Double Check）

1、双检锁/双重校验锁示例

创建一个类，私有化其构造器，声明一个静态常量，并加入volatile，对外提供一个公共访问方法，加入双重检查锁。

public class Singleton {
    /*静态常量*/
    private volatile static Singleton singleton;
    
    /*私有化构造器*/
    private Singleton (){}
    
    /*共有方法，加入双重检查锁*/
    public static Singleton getSingleton() {
        /*第一次检查*/
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                /*第二次检查*/
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

main方法类

public class DoubleChecked {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton1 = Singleton.getSingleton();
        Singleton singleton2 = Singleton.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果为

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

2、双检锁/双重校验锁分析

优缺点

Double-Check概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null),直接return实例化对象，也避免的反复进行方法同步；
线程安全，延迟加载，效率较高；
在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式。

五、登记式/静态内部类

1、登记式/静态内部类示例

创建一个类，私有化其构造器，在该类中设置一个静态内部类并提供一个静态属性，然后对外需要提供一个公共的访问方法

public class Singleton {
    /*私有化构造器*/
    private Singleton (){}

    /*静态内部类，该类中有一个静态属性Singleton*/
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }
    
    /*公共访问方法，直接返回SINGLETON*/
    public static final Singleton getSingleton() {
        return SingletonHolder.SINGLETON;
    }
}

main方法类

public class Jtlbl {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton1 = Singleton.getSingleton();
        Singleton singleton2 = Singleton.getSingleton();
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());
    }
}

输出结果为

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196

2、登记式/静态内部类分析

优缺点

这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getSingleton方法，才会装载SingletonHolder类，从而完成Singleton的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
一般推荐使用该方法

六、枚举

1、枚举示例

创建一个枚举类

public enum Singleton {
    INSTANCE;   //属性
    public void enumMethod() {
        System.out.println("枚举式单例模式");
    }
}

main方法类

public class MJ {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton1 = Singleton.INSTANCE;
        Singleton singleton2 = Singleton.INSTANCE;
        /*测试两次获取到的是否为同一个实例*/
        System.out.println(singleton1 == singleton2);
        System.out.println("singleton1的hashCode = " + singleton1.hashCode());
        System.out.println("singleton2的hashCode = " + singleton2.hashCode());

        singleton1.enumMethod();
        singleton2.enumMethod();
    }
}

输出结果为

true
singleton1的hashCode = 22307196
singleton2的hashCode = 22307196
枚举式单例模式
枚举式单例模式

2、枚举分析

优缺点

这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象；
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式，一般推荐使用。

七、单例模式使用注意事项

单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能；
当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new；
单例模式使用的场景:需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即:重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂等)；

JAVA 设计模式（二）—— 单例模式

文章目录

一、单例模式概述

二、懒汉式

1、线程不安全懒汉式

（1）线程不安全懒汉式示例

（2）线程不安全懒汉式分析

2、线程安全懒汉式

（1）线程安全懒汉式示例

（2）线程安全懒汉式分析

3、同步代码块懒汉式

（1）同步代码块懒汉式示例

（2）同步代码块懒汉式分析

三、饿汉式

1、静态常量饿汉式

（1）静态常量饿汉式示例

（2）静态常量饿汉式分析

2、静态代码块饿汉式

（1）静态代码块饿汉式示例

（2）静态代码块饿汉式分析

四、双检锁/双重校验锁（Double Check）

1、双检锁/双重校验锁示例

2、双检锁/双重校验锁分析

五、登记式/静态内部类

1、登记式/静态内部类示例

2、登记式/静态内部类分析

六、枚举

1、枚举示例

2、枚举分析

七、单例模式使用注意事项

JavaScript（一）—— JavaScript 基礎語法（標籤、輸出、註釋、關鍵字、變量、數據類型及轉換、運算符）

JAVA 數據結構與算法（五）—— 樹結構之二叉樹

JAVA 數據結構與算法（三）—— 查找算法（順序/線性查找、二分查找/折半查找、插值查找、斐波那契查找）

JAVA 數據結構與算法（四）—— 哈希算法

JAVA 數據結構與算法（二）—— 排序算法（冒泡、選擇、插入、希爾、快速、歸併、計數、基數、堆排序和桶排序）

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結