單例模式的介紹
單例模式是應(yīng)用中最廣的模式之一，在應(yīng)用這個(gè)模式時(shí)，單例對(duì)象的類必須保證只有一個(gè)實(shí)例的存在，一般在很消耗資源，不能夠自由構(gòu)造對(duì)象的情況下使用這種模式。
單例模式的定義
確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并且這個(gè)類自己實(shí)例并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。簡(jiǎn)而言之就是，在整個(gè)應(yīng)用中只存在這個(gè)類的一個(gè)實(shí)例，而且這個(gè)類的對(duì)象就在這個(gè)類中進(jìn)行new，其他類可以調(diào)用到這個(gè)實(shí)例。
單例模式的使用場(chǎng)景
首先是確保某個(gè)類有且只有一個(gè)對(duì)象的場(chǎng)景，避免產(chǎn)生多個(gè)對(duì)象消耗過(guò)多的資源，比如：訪問(wèn)IO和數(shù)據(jù)庫(kù)、下載數(shù)據(jù)等，或者某種類型的對(duì)象只能存在一個(gè)的情況下。
實(shí)現(xiàn)單例的關(guān)鍵點(diǎn)：
- 構(gòu)造函數(shù)不對(duì)外開(kāi)放，一般使用private
- 通過(guò)一個(gè)靜態(tài)方法或者枚舉返回單例類對(duì)象
- 確保單例類的對(duì)象有且只有一個(gè)，尤其在多線程的情況下
- 確保單例類的對(duì)象在反序列時(shí)不會(huì)重新構(gòu)建對(duì)象
單例模式的簡(jiǎn)單示例
一個(gè)公司有多名員工，但只有一個(gè)CEO類，這里我們使用單例模式創(chuàng)建一個(gè)CEO類，CEO也是員工，所以實(shí)現(xiàn)CEO繼承員工類（員工類不寫出來(lái)了），這個(gè)模式的實(shí)現(xiàn)核心在于將CEO類的構(gòu)造方法私有化，用外部不能通過(guò)構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)例化CEO對(duì)象，而CEO類可以通過(guò)一個(gè)公有靜態(tài)方法返回一個(gè)靜態(tài)對(duì)象。
餓漢模式
餓漢單例模式是在聲明靜態(tài)對(duì)象的時(shí)候就初始化
public class CEO extends Staff{
private static final CEO mCeo=new CEO(); //聲明對(duì)象時(shí)就實(shí)例化
//構(gòu)造方法
public CEO(){};
//公有的靜態(tài)方法，對(duì)外暴露出CEO對(duì)象
public static CEO getCEO(){
return mCeo;
}
}
懶漢模式
懶漢模式與餓漢模式不同的是，懶漢模式是聲明一個(gè)對(duì)象，并且在用戶第一次調(diào)用getInstant時(shí)的時(shí)候進(jìn)行初始化。
public class Singleton{
private static Singleton instance;
//構(gòu)造方法私有化
private Singleton(){};
//使用同步方法，在多線程的情況下保證了單例對(duì)象的唯一性，但當(dāng)instance實(shí)例化后仍然會(huì)調(diào)用同步方法，這樣會(huì)消耗不必要的資源
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
}
懶漢單例模式的優(yōu)點(diǎn)： 單例只有在使用的時(shí)候才會(huì)被實(shí)例化，在一定的程度上節(jié)約了資源。
懶漢單例模式的缺點(diǎn)： 第一次加載時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行實(shí)例化，反應(yīng)稍慢，每次調(diào)用getInstance方法都要進(jìn)行同步， 造成不必要的同步開(kāi)銷。
DCL實(shí)現(xiàn)單例
DCL模式是使用最多的單例實(shí)現(xiàn)方式。
優(yōu)點(diǎn)： 既能在單例使用時(shí)才初始化單例，又能保證線程安全，且單例對(duì)象初始化后調(diào)用getInstance不進(jìn)行同步鎖。
public class Singleton{
private static Singleton instance;
//構(gòu)造方法私有化
private Singleton(){};
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
Synchronized(Singleton.class){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
在getInstance方法中對(duì)instance進(jìn)行了兩次判空，第一次為了避免不必要的同步，第二次是為了在null的情況下創(chuàng)建實(shí)例。這是什么意思了？首先來(lái)看“instance=new Singleton()”這條語(yǔ)句，執(zhí)行這句代碼后計(jì)算機(jī)會(huì)大概做3件事：
- 給Singleton的實(shí)例分配內(nèi)存
- 調(diào)用Singleton()的構(gòu)造函數(shù)，初始化成員字段
- 將instance對(duì)象指向分配的內(nèi)存空間（此時(shí)instance就不是null了）
由于java編譯器允許處理器亂序執(zhí)行，因此上面的2、3步驟的順序是無(wú)法保證，如果在3執(zhí)行完后、2未執(zhí)行前從線程A切換到線程B上，這時(shí)instance在A中執(zhí)行了第三步，instance已經(jīng)是非空的了，所以B取走instance再使用就會(huì)出錯(cuò)，這是DCL失效的問(wèn)題。
DCL優(yōu)點(diǎn)： 資源利用率高，第一次執(zhí)行g(shù)etInstance時(shí)單例對(duì)象才會(huì)被實(shí)例化，效率高
DLC缺點(diǎn)： 第一次加載時(shí)反應(yīng)較慢，在高并發(fā)的情況下還是會(huì)有一定的缺點(diǎn)，但發(fā)生的概率較低。
