设计模式之单例模式

什么是设计模式: 被反复使用，代码设计经验的总结

使用设计模式目的: 代码的重用，让代码更易于理解，保证代码可靠性

概念

• 单例对象的类必须保证只有一个实例存在。

适合场景

• 整个系统只需要拥有一个的全局对象。

分类

• 懒汉式：指全局的单例实例在第一次被使用时构建
• 饿汉式：指全局的单例实例在类装载时构建
• 静态内部类: 在静态内部类中声明一个instance

步骤

1. 构造器私有化
2. 创建类的唯一实例，使用private static 修饰
3. 提供一个获取实例的public方法
4. enum枚举

饿汉式（线程安全）

class Singleton{
  //类加载时创建instance
  private static Singleton instance = new Singleton();

  private Singleton(){
  }

  public Singleton getInstance(){
    return instance;
  }

}

懒汉式

class Singleton{
  //仅仅声明instance
  private static Singleton instance ;

  private Singleton(){
  }

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

}

上面这种getInstance有致命的缺陷，就是无法保证线程安全。而给整个方法加synchronized效率不高。考虑到同步操作只需要在第一次调用时才被需要，即第一次创建单例实例对象时。这就引出了双重检验锁。

双重检验锁

是一种使用同步块加锁的方法。程序员称其为双重检查锁，因为会有两次检查 instance == null，一次是在同步块外，一次是在同步块内。为什么在同步块内还要再检验一次？因为可能会有多个线程一起进入同步块外的 if，如果在同步块内不进行二次检验的话就会生成多个实例了。

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

静态内部类

class Singleton{
  private static class SingletonHolder{//使用私有修饰符
    private static final Singleton instance = new Singleton();
  }
  private Singleton(){}

  public static final Singleton getInstance(){
    return SingletonHolder.instance;
  }
}

这种写法仍然使用JVM本身机制保证了线程安全问题；由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它是懒汉式的；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷；也不依赖 JDK 版本。

枚举

enum Dog {
    DogA(1, "dog1"),DogB(2,"dog2");//实例

    int age;//私有变量
    String name;

    Dog(int age, String name) {//构造方法
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Dog{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
//调用
public static void main(String[] args) {
      Dog dog = Dog.DogA;
      System.out.println(dog);

  }

总结

• 4种方式推荐使用后两种，其中枚举最适合，同时也最难理解。

参考资料

我的博客