單件模式，也叫單例模式，可以說(shuō)是設(shè)計(jì)模式中最簡(jiǎn)單的一種。顧名思義，就是創(chuàng)造獨(dú)一無(wú)二的唯一的一個(gè)實(shí)例化的對(duì)象。

為什么要這樣做呢？因?yàn)橛行r(shí)候，我們只需要一個(gè)對(duì)象就夠了，太多對(duì)象反而會(huì)引起不必要的麻煩。比如說(shuō)，線程池，緩存，打印機(jī)，注冊(cè)表，如果存在多個(gè)實(shí)例的話，反而會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題！

引出單例模式

我們通過(guò)一個(gè)小問(wèn)題引出單例模式！

• 如何創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象？我們都知道 new MyObject();
• 當(dāng)我們需要?jiǎng)?chuàng)建與另外一個(gè)對(duì)象時(shí)，只需要再次new MyObject();即可
• 那么如下這樣的代碼是正確的么？

public MyClass{
  private MyClass() {}  
}

• 看過(guò)去這是合法的定義，沒(méi)有什么語(yǔ)法錯(cuò)誤。但仔細(xì)想想，含有私有構(gòu)造器的話，只能在MyClass內(nèi)調(diào)用構(gòu)造器。因?yàn)楸仨氂蠱yclass的實(shí)例才能調(diào)用構(gòu)造器，但因?yàn)闆](méi)有其他類可以取得它的實(shí)例，所以，我們無(wú)法實(shí)例化它，這像不像雞生蛋還是蛋生雞的問(wèn)題？哈哈哈
• 為了解決這個(gè)問(wèn)題，取得MyClass類的實(shí)例，我們創(chuàng)造一個(gè)靜態(tài)方法

public MyClass{
  private MyClass() {}  
  public static MyClass getInstance() {
    return new MyClass();
  }
}

• 我們添加了一個(gè)靜態(tài)的類方法，它可以返回一個(gè)對(duì)象實(shí)例，由于他是public，所以外部可以調(diào)用他。這實(shí)際上就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的單例模式。

經(jīng)典單例模式的實(shí)現(xiàn)

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance;
    
    private Singleton(){}
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    } 
}

• 這里實(shí)現(xiàn)了一個(gè)概念，叫延遲實(shí)例化（lazy instance）。因?yàn)樵谖覀儾恍枰獙?shí)例的時(shí)候，這個(gè)實(shí)例就永遠(yuǎn)不會(huì)被實(shí)例化。

定義單件模式

單件模式的定義: 確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問(wèn)點(diǎn)。

這定義應(yīng)該很好理解，我們結(jié)合類圖說(shuō)明：

Paste_Image.png

經(jīng)典單件模式存在的問(wèn)題

經(jīng)典單件模式實(shí)際中存在這一定的問(wèn)題，在第一次初始化實(shí)例的時(shí)候，如果同時(shí)有不同的線程訪問(wèn)，那么可能最后不只實(shí)例化出一個(gè)對(duì)象。

Paste_Image.png

如圖所示，如果兩個(gè)線程如圖所示的順序交錯(cuò)執(zhí)行，那么最后會(huì)實(shí)例化兩個(gè)對(duì)象！
這就是經(jīng)典單例模式存在的多線程問(wèn)題。

解決單例模式的多線程問(wèn)題

synchronize

顯然最簡(jiǎn)單的一種解決方法就是同步getInstance方法。

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

這樣顯然可以很好的解決問(wèn)題，但是同步會(huì)降低效率。

急切實(shí)例化

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
    
    private Singleton(){}
    
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        return uniqueInstance;
    } 
}

在任何線程訪問(wèn)uniqueInstance變量前，我們保證一定已經(jīng)創(chuàng)建了這個(gè)實(shí)例。

雙重檢查加鎖

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