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1-单例模式.md

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单例模式

设计模式：单例模式 (关于饿汉式和懒汉式)_Java_薛嘉涛的博客-CSDN博客

饿汉式

public class Singleton {

    private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
    
    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }

}
  • 普通的懒汉式 (线程不安全，不可用)
public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

}

这是懒汉式中最简单的一种写法，只有在方法第一次被访问时才会实例化，达到了懒加载的效果。但是这种写法有个致命的问题，就是多线程的安全问题。假设对象还没被实例化，然后有两个线程同时访问，那么就可能出现多次实例化的结果，所以这种写法不可采用。

同步方法的懒汉式

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

}

这种写法是对getInstance()加了锁的处理，保证了同一时刻只能有一个线程访问并获得实例，但是缺点也很明显，因为synchronized是修饰整个方法，每个线程访问都要进行同步，而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，每次都同步方法显然效率低下，为了改进这种写法，就有了下面的双重检查懒汉式。

双重校验锁懒汉式

public class Singleton {

    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

}

这种写法用了两个if判断，也就是Double-Check，并且同步的不是方法，而是代码块，效率较高，是对第三种写法的改进。为什么要做两次判断呢？这是为了线程安全考虑，还是那个场景，对象还没实例化，两个线程A和B同时访问静态方法并同时运行到第一个if判断语句，这时线程A先进入同步代码块中实例化对象，结束之后线程B也进入同步代码块，如果没有第二个if判断语句，那么线程B也同样会执行实例化对象的操作了。

volatile作用

禁止指令重排序。我们知道new Singleton()是一个非原子操作，编译器可能会重排序【构造函数可能在整个对象初始化完成前执行完毕，即赋值操作（只是在内存中开辟一片存储区域后直接返回内存的引用）在初始化对象前完成】。而线程B在线程A赋值完时判断instance就不为null了，此时B拿到的将是一个没有初始化完成的半成品。

保证可见性。线程A在自己的工作线程内创建了实例，但此时还未同步到主存中；此时线程B在主存中判断instance还是null，那么线程B又将在自己的工作线程中创建一个实例，这样就创建了多个实例。

静态内部类

public class Singleton {

    private Singleton() {}

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

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

}

枚举

public enum Singleton {
    INSTANCE;
}

单例模式的优缺点

  • 优点
    单例类只有一个实例，节省了内存资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能；

    单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享数据，例如前面说的Web应用的页面计数器就可以用单例模式实现计数值的保存。

  • 缺点
    单例模式一般没有接口，扩展的话除了修改代码基本上没有其他途径。