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单例模式的定义
确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
UML类图
image
单例类的构造函数是 private 内部私有的，确保外部不能通过 new 的方式创建新对象，内部自行实例化，并对外提供一个访问该单一实例的静态的方法 Instance() 。
单例模式的实现
普通饿汉式
/**
* 普通饿汉式
*
* @author anlingyi
*/
public class Singleton {
/**
* 类加载时进行实例化对象
*/
private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
/**
* 私有构造，防止外部new对象
*/
private Singleton() {
}
/**
* 通过静态方法获取对象实例
*
* @return
*/
public static Singleton getInstance() {
return SINGLETON;
}
public void say() {
System.out.println("普通饿汉式：Hello World!");
}
}
调用方式：
Singleton singleton = Singleton.getInstance();
singleton.say();
优缺点
优点： 类加载时就进行实例化，之后的操作效率会很高。
缺点： 由于类加载时就进行实例化，如果后续不对此类进行任何操作，就会导致内存的浪费。
线程不安全的懒汉式
/**
* 懒汉式（线程不安全）
*
* @author anlingyi
*/
public class SingletonTwo {
private static SingletonTwo instance;
/**
* 私有构造，防止外部new对象
*/
private SingletonTwo() {
}
/**
* 通过静态方法获取对象实例
*
* @return
*/
public static SingletonTwo getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new SingletonTwo();
}
return instance;
}
public void say() {
System.out.println("懒汉式（线程不安全）：Hello World!");
}
}
调用方式：
SingletonTwo singleton = SingletonTwo.getInstance();
singleton.say();
优缺点
优点： 在第一次调用的时候才进行实例化。
缺点： 当多个线程同时进入到 if(instance == null) {...} 时，会创建多个对象。
同步锁懒汉式
/**
* 同步锁懒汉式（线程安全，效率低）
*
* @author anlingyi
*/
public class SingletonThree {
private static SingletonThree instance;
/**
* 私有构造，防止外部new对象
*/
private SingletonThree() {
}
/**
* 通过静态方法获取对象实例
*
* @return
*/
public static synchronized SingletonThree getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new SingletonThree();
}
return instance;
}
public void say() {
System.out.println("同步锁懒汉式（线程安全，效率低）：Hello World!");
}
}
调用方式：
SingletonThree singleton = SingletonThree.getInstance();
singleton.say();
优缺点
优点： 在第一次调用的时候才进行实例化，且线程安全。
缺点： 使用 synchronized 的方式对方法加锁，会影响效率。
双重校验锁懒汉式
/**
* 双重校验锁懒汉式（线程安全，且多线程环境下可以保持高性能）
*
* @author anlingyi
*/
public class SingletonFour {
/**
* volatile是为了防止指令重排序
*/
private static volatile SingletonFour instance;
/**
* 私有构造，防止外部new对象
*/
private SingletonFour() {
}
/**
* 通过静态方法获取对象实例
*
* @return
*/
public static SingletonFour getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (SingletonFour.class) {
if(instance == null) {
instance = new SingletonFour();
}
}
}
return instance;
}
public void say() {
System.out.println("双重校验锁懒汉式（线程安全，且多线程环境下可以保持高性能）：Hello World!");
}
}
调用方式：
SingletonFour singleton = SingletonFour.getInstance();
singleton.say();
优缺点
优点： 在第一次调用的时候才进行实例化，且线程安全，效率较高。
缺点： 实现复杂，且 volatile 需要在JDK1.5之后的版本才能确保安全。
静态内部类懒汉式
/**
* 静态内部类懒汉式
*
* @author anlingyi
*/
public class SingletonFive {
/**
* 私有构造，防止外部new对象
*/
private SingletonFive() {
}
/**
* 通过静态方法获取对象实例
*
* @return
*/
public static SingletonFive getInstance() {
return Singleton.SINGLETON;
}
public void say() {
System.out.println("静态内部类懒汉式：Hello World!");
}
/**
* 静态内部类实例化对象
*/
private static class Singleton {
/**
* 类加载时进行实例化对象
*/
private static final SingletonFive SINGLETON = new SingletonFive();
}
}
调用方式：
SingletonFive singleton = SingletonFive.getInstance();
singleton.say();
优缺点
优点： 只有在调用 getInstance() 方法的时候，静态内部类才会被加载，从而对主类（我们需要的类）进行实例化，即线程安全，又效率高。
缺点： 多创建一个类。
枚举类饿汉式（防止反序列化）
/**
* 枚举类饿汉式（防止反序列化）
*
* @author anlingyi
*/
public enum SingletonSix {
INSTANCE;
public void say() {
System.out.println("枚举类饿汉式（防止反序列化）：Hello World!");
}
}
调用方式：
SingletonSix singleton = SingletonSix.INSTANCE;
singleton.say();
优缺点
优点： 实现简单，防止反序列化生成多个实例，且线程安全。
缺点： Enum 需在JDK1.5之后版本使用。
单例模式的优缺点
优点
- 单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，尤其是频繁的创建和销毁实例。
- 由于只生成一个实例，所以减少了系统的性能开销。
- 避免对资源的多重占用，例如写文件操作。
- 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问。
缺点
- 单例模式不易扩展，若要扩展，除了修改代码外别无他法。
- 单例模式对测试不利。
- 单例模式与单一职责原则有冲突，一个类应该只实现一个逻辑，而不用关心它是否是单例的。
资源
参考
- 《设计模式之禅》
