java设计优化--单例模式

单例模式是一种对象创建模式，确保系统中一个类只有一个实例。

在java语言中，这样做有两大好处：

1.对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所话费的时间；

2.由于new操作的次数减少，对于系统内存的使用频率降低，这样减少GC的压力，缩短GC停顿的时间。

单例模式细分：

1.

public class Singleton{
    private Singleton(){
        System.out.println("Singleton.Singleton()");
    }
    
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

注意：首先单例类必须有一个private访问级别的构造函数，确保单例不会被系统其他代码实例化；其次，singleton成员变量和getInstance()方法必须是static的。

这个单例类创建十分简单，而且非常可靠。唯一的缺点是无法对singleton做延迟加载，例如由于单例创建过程很慢，由于成员变量定义为static，在jvm加载单例类时，单例对象也会被创建，那么在任何用到单例类的地方都会创建单例对象，不管单例对象是否被用到。例如：

public class Singleton{
    private Singleton(){
        System.out.println("Singleton.Singleton()");
    }
    
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
    
    public static void createString(){
        System.out.println("Singleton.createString()");
    }
}

2.为了提高相关函数的调用速度，就需要引入懒加载机制。

package com.luchao.singtonle;

public class LazySingleton {
    private LazySingleton() {
        System.out.println("LazySingleton.LazySingleton()");
    }
    private static LazySingleton lazyInstance = null;
    
    public synchronized static LazySingleton getInstance(){
        if(lazyInstance==null)
            lazyInstance = new LazySingleton();
        return lazyInstance;
    }
}

对于静态变量singleton初始化赋值为null，确保系统启动时没有额外的负荷。在getInstance()方法中，判断当前实例十分已经存在，如果存在则返回，如果不存在，再建单例。getInstance()必须为同步方法，因为在多线程环境下，当线程1正在建单例，未完成赋值前，线程2可能判断instance为null，故线程2将启动建立新建单例的程序，导致多个单例被创建。

上面实例单例实现，虽然实现了延迟加载，但是引入了同步方法，在多线程环境下，耗时远大于第一个单例程序。

3.单例模式使用内部类来维护单例的创建

public class StaticSingleton {
    private StaticSingleton() {
        System.out.println("StaticSingleton.StaticSingleton()");
    }
    
    private static class SingletonHolder{
        private static StaticSingleton ataticSingleton = new         StaticSingleton();
    } 
    
    public static StaticSingleton getInstance(){
        return SingletonHolder.ataticSingleton;
    }
    
}

StaticSingleton被加载时，内部类不会被实例化，确保StaticSingleton类被载入jvm时，不会被初始化单例类，而当getInstance()方法被调用时，才加载SingletonHolder，从而初始化instance。同时用于实例的建立在类加载时完成，故天生对线程友好。

使用内部类完成单利模式，既可以做到延迟加载，也不用使用同步关键字，是一种比较完善的做法。