设计模式之单例模式

1. 单例模式（Singleton）

• 一个类只有一个实例， 并提供一个访问该实例的全局节点
• 应用
  • ServletContext
  • ApplicationContext

2. 实战

public static void main(String[] args) throws Exception {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Singleton.getInstance().hashCode());
            }
        }).start();
    }
}

2.1 饿汉式

• 类加载时创建，天生线程安全，以空间换时间
• 优点：线程安全
• 缺点：生命周期太长，浪费空间（不使用也会创建）

public class Singleton {
    // final 常量， 私有构造方法
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

2.2 懒汉式

• 使用时创建，线程不安全，需加同步
• 优点：生命周期短，节省空间
• 缺点：有线程安全问题（用同步）

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

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

改进：双重校验锁

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    
    private Singleton() {}

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

2.3 静态内部类写法（也是懒汉式）

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private static class Holder {
        static Singleton singleton = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.singleton;
    }
}

优点：外部类加载时并不需要立即加载内部类，内部类不被加载则不去初始化instance，不占内存
只有当 getInstance() 第一次被调用时，才会去初始化INSTANCE,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载SingleTonHoler类，这种方法不仅能确保线程安全，也能保证单例的唯一性，同时也延迟了单例的实例化。

2.4 容器式单例

容器式单例写法适用于需要大量创建单例对象的场景，便于管理，但它是非线程安全的

public class ContainerSingleton {

    private static Map<String, Object> beanMap = new ConcurrentHashMap<>();

    private ContainerSingleton() {

    }

    public static Object getBean(String className) {
        synchronized (beanMap) {
            if (beanMap.containsKey(className)) {
                return beanMap.get(className);
            } else {
                Object obj = null;
                try {
                    obj = Class.forName(className).newInstance();
                    beanMap.put(className, obj);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return obj;
            }
        }
    }
}

扩展：Spring中的容器式单例
Spring中的 Bean 默认是单例模式的，框架并没有对bean进行多线程的封装处理，Bean 是全局共享的，所以不是线程安全的
若需要线程安全的 Bean, 改变 Bean 的作用域 把 "singleton" 改为 "protopyte"