一、什么是單例模式？
單例模式（Singleton Pattern），顧名思義，就是被單例的對象只能有一個實例存在。單例模式的實現方式是，一個類能返回對象的一個引用（永遠是同一個）和一個獲得該唯一實例的方法（必須是靜態(tài)方法）。通過單例模式，我們可以保證系統(tǒng)中只有一個實例，從而在某些特定的場合下達到節(jié)約或者控制系統(tǒng)資源的目的。
二、代碼如何實現？
- 餓漢模式
最常見、最簡單的單例模式寫法之一，即在類的一開始就給它新建一個實例。示例如下：
//餓漢模式
class Singleton {
//一開始就創(chuàng)建一個實例
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() { }
//獲取實例
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
存在的問題：這種方式有一個明顯的缺點，那就是不管有沒有調用過獲得實例的方法，每次都會新建一個實例。
- 懶漢模式
餓漢模式的升級版本，即在類的一開始只創(chuàng)建一個引用，但并不實例化，只有在需要使用到它的時候，先去判斷實例是否為空，如果為空的時候才會新建一個實例來使用。示例如下：
//懶漢模式
class Singleton {
//一開始并不創(chuàng)建實例
private static Singleton instance;
private Singleton() { }
//需要時再新建
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
存在的問題：該種模式存在一個嚴重的問題。那就是如果有多個線程并行調用getInstance()的時候，還是會創(chuàng)建多個實例的，單例模式就失效了。
- 線程安全的懶漢模式
在懶漢模式的基礎上，把它設為線程同步（synchronized）就好了。synchronize的作用就是保證在同一時刻最多只有一個線程運行，這樣就避免了多線程帶來的問題。示例代碼如下：
//懶漢模式（線程安全）
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() { }
//添加了 synchronized 關鍵字
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
存在的問題：這種模式看似很好的解決了多線程的問題，但是它的效率并不高，每次調用獲得實例的方法時都要進行同步，但是多數情況下并不需要同步操作。
- 雙重檢驗鎖
為了解決第三種模式的問題，延伸出來雙重檢驗鎖模式，即在獲取實例的方法中，先去判斷該實例是否為空，如果為空在再加同步鎖，然后新建實例。示例如下：
//雙重檢驗鎖
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() { }
public static Singleton getInstance() {
//第一個檢驗鎖，如果不為空直接返回實例對象，為空才進入下一步
if (instance == null) {
//第二個檢驗鎖，因為可能有多個線程進入到if語句內，所以加線程同步鎖
synchronized (Singleton.class) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
存在的問題：該種模式此時并不是完美的。主要問題在在于instance = new Singleton();這句代碼，因為JVM（Java虛擬機）執(zhí)行這句代碼的時候，要做好幾件事情，而JVM為了優(yōu)化代碼，有可能造成做這幾件事情的執(zhí)行順序是不固定的，從而造成錯誤。
解決辦法：為了解決上述問題，我們需要給實例加一個volatile關鍵字，它的作用就是防止編譯器自行優(yōu)化代碼。此時，雙重檢驗鎖模式才完美實現。
private volatile static Singleton instance;
- 靜態(tài)內部類
這種方式，利用了 JVM 自身的機制來保證線程安全，因為SingletonHolder類是私有的，除了getInstance()之外沒有其它方式可以訪問實例對象，而且只有在調用getInstance()時才會去真正創(chuàng)建實例對象。示例如下：
//靜態(tài)內部類
class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
}
private Singleton() { }
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.singleton;
}
}
- 枚舉
我們可以通過 Wife.INSTANCE 來訪問實例對象，而且創(chuàng)建枚舉默認就是線程安全的，還可以防止反序列化帶來的問題。最為推薦。示例如下：
//利用枚舉的方式創(chuàng)建單例
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}
