单例设计模式理解起来非常简单。一个类只允许创建一个对象（或者实例），那这个类就是一个单例类，这种设计模式就叫单例模式。
使用场景
处理资源访问冲突
下面的示例中如果每个类都创建一个 Logger 实例，就可能造成日志内容被覆盖的情况。
public class Logger { private FileWriter writer; public Logger() { File file = new File("log.txt"); writer = new FileWriter(file, true); //true表示追加写入 } public void log(String message) { writer.write(mesasge); }}public class UserController { private Logger logger = new Logger(); public void login(String username, String password) { // ...省略业务逻辑代码... logger.log(username + " logined!"); }}public class OrderController { private Logger logger = new Logger(); public void create(OrderVo order) { // ...省略业务逻辑代码... logger.log("Created an order: " + order.toString()); }}复制代码
表示全局唯一类
如果有些数据在系统中只应保存一份，那就比较适合设计为单例类。比如，配置信息类，全局 ID 生成器等。
如何实现一个单例？
要实现一个单例，我们要考虑以下几点：
构造函数需要是 private 访问权限的，这样才能避免外部通过 new 创建实例；
考虑对象创建时的线程安全问题；
考虑是否支持延迟加载；
考虑 getInstance() 性能是否高（是否加锁）。
饿汉式
public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; }}复制代码
懒汉式
懒汉式相对于饿汉式的优势是**「支持延迟加载」。但缺点也很明显，因为使用了synchronized关键字导致这个方法的「并发度很低」**。如果这个单例类偶尔会被用到，那这种实现方式还可以接受。但是，如果频繁地用到，就会导致性能瓶颈，这种实现方式就不可取了。
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; }}复制代码
双重检测
这是一种既支持延迟加载、又支持高并发的单例实现方式。
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized(Singleton.class) { // 此处为类级别的锁 if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; }}复制代码
在 java1.5 以下instance = new Singleton();有指令重排问题，需要给instance成员变量加上volatile关键字，java1.5 之后不会再这个有问题。
静态内部类
这种方式利用了 Java 的静态内部类，有点类似饿汉式，但又能做到了延迟加载。
当外部类 Singleton 被加载的时候，并不会创建 SingletonHolder 实例对象。只有当调用 getInstance() 方法时，SingletonHolder 才会被加载，这个时候才会创建 instance。insance 的唯一性、创建过程的线程安全性，都由 JVM 来保证。所以，这种实现方法既保证了线程安全，又能做到延迟加载。
public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHolder{ private static final Singleton instance = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.instance; }}复制代码
枚举
这是一种最简单的实现方式，基于枚举类型的单例实现。这种实现方式通过 Java 枚举类型本身的特性，保证了实例创建的线程安全性和实例的唯一性。
public enum IdGenerator { INSTANCE; private AtomicLong id = new AtomicLong(0); public long getId() { return id.incrementAndGet(); }}复制代码
如何实现线程唯一的单例？
上面的单例类对象是进程唯一的，一个进程只能有一个单例对象。那如何实现一个线程唯一的单例呢？
假设 IdGenerator 是一个线程唯一的单例类。在线程 A 内，我们可以创建一个单例对象 a。因为线程内唯一，在线程 A 内就不能再创建新的 IdGenerator 对象了，而线程间可以不唯一，所以，在另外一个线程 B 内，我们还可以重新创建一个新的单例对象 b。
我们通过一个 ConcurrentHashMap 来存储对象，其中 key 是线程 ID，value 是对象。这样我们就可以做到，不同的线程对应不同的对象，同一个线程只能对应一个对象。实际上，Java 语言本身提供了 ThreadLocal 工具类，可以更加轻松地实现线程唯一单例。
public class IdGenerator {
private AtomicLong id = new AtomicLong(0);
private static final ConcurrentHashMap<Long, IdGenerator> instances
= new ConcurrentHashMap<>();
private IdGenerator() {}
public static IdGenerator getInstance() {
Long currentThreadId = Thread.currentThread().getId();
instances.putIfAbsent(currentThreadId, new IdGenerator());
return instances.get(currentThreadId);
}
public long getId() {
return id.incrementAndGet();
}
}
作者：开发者充电站
链接：https://juejin.cn/post/7053363491788292127
