单例模式(Singleton Pattern)

一、概念

 单例模式的核心是保证一个单例对象的全局唯一性，并且提供给外部一个访问该唯一对象的接口。

• 解决问题：避免一个全局使用的类频繁地创建与销毁

• 如何解决：判断是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

二、参与者

Singleton 单例类，负责创建自己的唯一实例，并提供外部访问接口。

Client 用户

三、代码例子

单例类（Singleton ）——懒汉式

单例类（Singleton ）——饿汉式

四、UML图

五、单例的实现方式

（零）不同实现方式总结

实现方式	优缺点
饿汉式	线程安全，调用效率高 ，但是不能延迟加载
懒汉式	线程安全，调用效率不高，能延迟加载
双检锁/双重校验锁式（DCL，即 double-checked locking）	由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题。不建议使用
登记式/静态内部类式	线程安全，资源利用率高，可以延时加载
枚举单例式	线程安全，调用效率高，但是不能延迟加载

（一）饿汉式

就是类加载的时候立即实例化对象，实现的步骤是先私有化构造方法，对外提供唯一的静态入口方法
饿汉式通过classloader 机制保证在类加载(static变量会在类装载时初始化)的时候就立即初始化对象，此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题。因此，可以省略synchronized关键字

1.优点

没有加锁，执行效率高，性能比懒汉式更好

2.缺点

类加载的时候就初始化，不管用与不用都会占用空间，浪费内存

（二）懒汉式

被外部调用 getInstance()的时候才会实例化对象。从而实现了延迟加载，但因为在方法上添加了synchronized关键字上锁，每次调用getInstance方法都会同步，所以对性能的影响比较大

（三）双重校验锁式

（四）静态内部类式

（五）枚举单例式

（六）饿汉式和懒汉式区别

饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证Instance的时候，单例是已经存在的了，而懒汉只有当调用Instance的时候，才回去初始化这个单例。
另外从以下两点再区分以下这两种方式：

1、线程安全：

饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题。 　　懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，本文中只提到了比较基础的一种方法。

2、资源加载和性能：

饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成。

而懒汉式会延迟加载，在首次使用该类时才实例化对象，在第一次调用时要做初始化，性能上会有些延迟。

六、优缺点

（一）优点

1. 在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例
2. 避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
3. 对唯一实例的访问控制，因为单例对象是全局唯一的，所以可以严格控制对象怎么访问及何时访问它；

（二）缺点

• 没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。