单例模式

一、单例模式定义：

          单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。

二、单例模式特点：
　　1、单例类只能有一个实例。
　　2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
　　3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

       4、外部不能通过无参构造函数实例化单例类。

        单例模式保证了全局对象的唯一性，比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。

三、实现方式：

// 饿汉式单例
public class Singleton1 {
    // 私有构造，避免外部类创建实例；
    private Singleton1() {} 
    //静态变量实例化
    private static Singleton1 single = new Singleton1();
    // 静态工厂方法，供调用
    public static Singleton1 getInstance() {
        return single;
    }
}

      类加载初始化时就创建好一个静态的对象供外部使用； Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且闭着眼就认为反射机制不存在。）

/ 懒汉式单例
public class Singleton2 {
    // 私有构造
    private Singleton2() {}
    //先赋为null，需要使用时再实例化
    private static Singleton2 single = null;
    public static Singleton2 getInstance() {
        if(single == null){
            single = new Singleton2();
        }
        return single;
    }
}

    用延迟加载方式实现了懒汉式单例，但在多线程环境下会产生多个single对象，如何改造请看以下方式:

public class Singleton3 {
    // 私有构造
    private Singleton3() {}

    private static Singleton3 single = null;

    public static Singleton3 getInstance() {
        
        // 等同于 synchronized public static Singleton3 getInstance()
        synchronized(Singleton3.class){
          // 注意：里面的判断是一定要加的，否则出现线程安全问题
            if(single == null){
                single = new Singleton3();
            }
        }
        return single;
    }
}

     在方法上加synchronized同步锁或是用同步代码块对类加同步锁，此种方式虽然解决了多个实例对象问题，但是该方式运行效率却很低下，下一个线程想要获取对象，就必须等待上一个线程释放锁之后，才可以继续运行。

public class Singleton4 {
    // 私有构造
    private Singleton4() {}
    private static Singleton4 single = null;
    // 双重检查
    public static Singleton4 getInstance() {
        if (single == null) {
            synchronized (Singleton4.class) {
                if (single == null) {
                    single = new Singleton4();
                }
            }
        }
        return single;
    }
}

    使用双重检查进一步做了优化，可以避免整个方法被锁，只对需要锁的代码部分加锁，可以提高执行效率。

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