簡介

單例模式是一種常用的軟件設(shè)計模式，其定義是單例對象的類只能允許一個實例存在。
許多時候整個系統(tǒng)只需要擁有一個的全局對象，這樣有利于我們協(xié)調(diào)系統(tǒng)整體的行為。比如在某個服務(wù)器程序中，該服務(wù)器的配置信息存放在一個文件中，這些配置數(shù)據(jù)由一個單例對象統(tǒng)一讀取，然后服務(wù)進(jìn)程中的其他對象再通過這個單例對象獲取這些配置信息。這種方式簡化了在復(fù)雜環(huán)境下的配置管理。

基本的實現(xiàn)思路

單例模式要求類有返回對象引用(永遠(yuǎn)是同一個)和獲得該對象的方法（必須是靜態(tài)方法，通常使用getInstance()）。
單例的實現(xiàn)主要是通過以下兩個步驟：

1. 將該類的構(gòu)造方法定義為私有方法，這樣其它地方的代碼就無法通過調(diào)用該類的構(gòu)造方法來實例化該類的對象，只有通過該類提供的靜態(tài)方法來得到該類的唯一對象。
2. 在該類內(nèi)提供一個靜態(tài)方法，當(dāng)我們調(diào)用這個方法時，如果類持有的引用不為空就返回這個引用，如果類保持的引用為空就創(chuàng)建該類的實例并將實例的引用賦予該類保持的引用。

注意事項

單例模式在多線程的應(yīng)用場合下必須小心使用。如果當(dāng)唯一實例尚未創(chuàng)建時，有兩個線程同時調(diào)用創(chuàng)建方法，那么它們同時沒有檢測到唯一實例的存在，從而同時各自創(chuàng)建了一個實例，這樣就有兩個實例被構(gòu)造出來，從而違反了單例模式中實例唯一的原則。
解決這個問題的辦法是為指示類是否已經(jīng)實例化的變量提供一個互斥鎖（雖然這樣會降低效率）。

單例模式的八種寫法

1. 餓漢式（靜態(tài)常量）[可用]

優(yōu)點(diǎn)：這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成實例化，避免了線程同步問題。
缺點(diǎn)：在類裝載的時候就完成實例化，沒有達(dá)到Lazy Loading的效果，如果從始至終從未使用過這個實例，則會造成內(nèi)存的浪費(fèi)。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();

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

2. 餓漢式（靜態(tài)代碼塊）[可用]

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(tài)代碼塊中，也是在類裝載的時候，就執(zhí)行靜態(tài)代碼塊中的代碼，初始化類的實例。優(yōu)缺點(diǎn)和上面是一樣的。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    static {
        singleton = new Singleton();
    }

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

3. 懶漢式（線程不安全）[不可用]

這種寫法起到了Lazy Loading的效果，但是只能在單線程下使用，如果在多線程下，一個線程進(jìn)入了if (singleton == null)判斷語句塊，還未來得及往下執(zhí)行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產(chǎn)生多個實例，所以在多線程環(huán)境下不可使用這種方式。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static Singleton singleton = null;

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

        return singleton;
    }
}

4. 懶漢式（線程安全，同步方法）[不推薦用]

解決上面第三種實現(xiàn)方式的線程不安全問題，做個線程同步就可以了，于是就對getInstance()方法進(jìn)行了線程同步。
缺點(diǎn)：效率太低了，每個線程在想獲得類的實例時候，執(zhí)行g(shù)etInstance()方法都要進(jìn)行同步，而其實這個方法只執(zhí)行一次實例化代碼就夠了，后面的想獲得該類實例，直接return就行了。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static Singleton singleton = null;

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

        return singleton;
    }
}

5. 懶漢式（線程安全，同步代碼塊）[不可用]

由于第四種實現(xiàn)方式同步效率太低，所以摒棄同步方法，改為同步產(chǎn)生實例化的代碼塊，但是這種同步并不能起到線程同步的作用，跟第三種實現(xiàn)方式遇到的情形一致，假如一個線程進(jìn)入了if (singleton == null)判斷語句塊，還未來得及往下執(zhí)行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產(chǎn)生多個實例。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static Singleton singleton = null;

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

        return singleton;
    }
}

6. 雙重檢查[推薦用]

Double-Check概念對于多線程開發(fā)者來說不會陌生，如代碼中所示，我們進(jìn)行了兩次if (singleton == null)檢查，這樣就可以保證線程安全了，實例化代碼只用執(zhí)行一次，后面再次訪問時，判斷if (singleton == null)，直接return實例化對象。
優(yōu)點(diǎn)：線程安全、延遲加載、效率較高。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static volatile Singleton singleton = null;

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

        return singleton;
    }
}

7. 靜態(tài)內(nèi)部類[推薦用]

這種方式跟餓漢式采用的機(jī)制類似，但又有不同，兩者都是采用了類加載的機(jī)制來保證初始化實例時只有一個線程，不同的是在餓漢式只要Singleton類被加載就會被實例化，沒有Lazy-Loading的作用，而靜態(tài)內(nèi)部類方式在Singleton類被加載時并不會立即實例化，而是在需要實例化時調(diào)用getInstance方法，才會加載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實例化。
類的靜態(tài)屬性只會在第一次加載類的時候初始化，所以在這里，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進(jìn)行初始化時，別的線程是無法進(jìn)入的。
優(yōu)點(diǎn)：避免了線程不安全、延遲加載、效率高。

package leif.tests;

public class Singleton {
    private Singleton() {}

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

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

8. 枚舉[推薦用]

借助JDK1.5中添加的枚舉來實現(xiàn)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(chuàng)建新的對象?？赡苁且驗槊杜e在JDK1.5中才添加，所以在實際項目開發(fā)中，很少見人這么寫過。

package leif.tests;

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void whateverMethod() {}
}