JAVA设计模式(一)单例模式
引言
单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
设计原则：
1、单例类只能有一个实例，所以这个示例必须私有并且只能创建一次;
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例，所以它的构造方法必须私有;
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例,提供对外的返回示例的方法,这个方法只能是静态方法，因为别人无法创建实例，从而这个实例对象也为静态属性。
UML图如下:
单例模式.png
优缺点分析
1.优点:
1>内存中仅此一份，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例,如页面缓存;
2>避免对资源的多重占用，如多线程对文件的写操作;
2.缺点:没有接口，不能继承，扩展性较差。
单例模式有多种写法，这里我们学习其中的6中方法:
饿汉式(线程安全)
package com.qicode.kakaxicm.designpattern.singleton;
/**
* Created by chenming on 2018/6/11
* 饿汉式，线程安全
*/
public class HungrySingleton {
private static HungrySingleton sInstance = new HungrySingleton();
private HungrySingleton() {
}
public static HungrySingleton getsInstance() {
return sInstance;
}
public void showMsg(String s) {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "--" + this + "--" + s);
}
}
这种方式在类加载时就完成了初始化，类加载较慢，单获取对象速度快。它基于类加载机制，避免了线程安全问题。如果始终没用到这个实例，则会造成内存浪费。
懒汉式(线程不安全)
package com.qicode.kakaxicm.designpattern.singleton;
/**
* Created by chenming on 2018/6/11
*/
public class LazySingleton {
private static LazySingleton sInstance;
private LazySingleton() {
}
public static LazySingleton getsInstance(){
if(sInstance == null){
sInstance = new LazySingleton();
}
return sInstance;
}
public void showMsg(String s) {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "--" + this + "--" + s);
}
}
这种方式在首次使用的时候才构造实例，节约资源，多线程不安全。
懒汉式(线程安全)
package com.qicode.kakaxicm.designpattern.singleton;
/**
* Created by chenming on 2018/6/11
*/
public class LazySingleton {
private static LazySingleton sInstance;
private LazySingleton() {
}
public static synchronized LazySingleton getsInstance(){
if(sInstance == null){
sInstance = new LazySingleton();
}
return sInstance;
}
public void showMsg(String s) {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "--" + this + "--" + s);
}
}
在懒汉式的基础上，对getsInstance加了同步，解决线程安全问题，但是大部分情况下，用不到同步，影响效率，所以不建议这种方式。
双重锁(DCL)
package com.qicode.kakaxicm.designpattern.singleton;
/**
* Created by chenming on 2018/6/11
*/
public class DCLSingleton {
private static DCLSingleton sInstance;
private DCLSingleton() {
}
public static DCLSingleton getsInstance() {
if (sInstance == null) {
synchronized (DCLSingleton.class) {
if(sInstance == null){
sInstance = new DCLSingleton();
}
}
}
return sInstance;
}
public void showMsg(String s) {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "--" + this + "--" + s);
}
}
第一次判空是为了避免不必要的同步，第二次的判空和构建实例为原子操作，解决了多线程安全问题。这种方法只在第一次使用时稍慢，整体效率高，也解决了线程安全问题。不过还有比这更好的方法，那就是静态内部类。
静态内部类单例模式
package com.qicode.kakaxicm.designpattern.singleton;
/**
* Created by chenming on 2018/6/11
*/
public class Singleton {
private Singleton(){
}
private static class SingletonHolder{
private static final Singleton sInstance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.sInstance;
}
public void showMsg(String s) {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "--" + this + "--" + s);
}
}
静态内部类在Singleton加载时，并不会加载SingletonHolder类，因此实现懒加载，只有getInstance被调用时，SingletonHolder才会被加载，此时实例才被创建，而且因为类只被加载一次，所以也不存在线程安全问题。
枚举法
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void showMsg(String s) {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "--" + this + "--" + s);
}
}
枚举实例的创建线程安全，并且在任何情况下都是单例。枚举虽然简单，但是因为可读性的原因没被推广开来。
关于反射和反序列化的单例破坏问题
1.反射可以强制获取构造器，创建实例，可以在构造器里面添加标记，当第二次被调用时抛出异常解决。
2.反序列化可可以创建新的对象，它提供了readResolve可以控制对象的反序列化:
private Object readResolve(){
return instance;
}
最后，说明一下这些方式的应用场景。一般情况下，不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式，建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用第 4 种双检锁方式。
完整代码地址:设计模式学习GayHub地址
