设计模式 -- 单例模式

单例模式：

　　目的：

　　　　确保系统中一个类只产生一个实例。

　　好处：

　　　　1.对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销。

　　　　2.由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，减轻GC压力，缩短GC的停顿时间。

　　单例模式的角色：

角色	作用
单例类	提供单例的工厂，返回单例
使用者	获取病使用单例类

　　代码实现：

　　　　

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

上述的单例实现，可以确保一个系统中只有一个实例。但是却有另外一个问题，就是由于实例成员变量是static，因此JVM在加载单例类时，单例对象就会被创建。

如果单例类此时还承载着其他用途，那么不管这个单例类是否会被用到，都会初始化这个单例变量。

如下的代码：

　　

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

    /**
    * 模拟单例类中扮演其他角色
    */
    public static void createString() {
        System.out.println("createString in Singleton");
    }
}

当在main方法中尝试调用createString方法时，会看到私有构造中的打印语句被输出了，说明在调用createString时实例化了instance变量。

这也许并不是你想要的结果，如果我们希望对象在使用时再被创建，那么就需要引入延时加载的机制：

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

    public static void createString() {
        System.out.println("createString");
    }
}

上述的代码实现了延时加载，同时在获取实例的方法中加入了synchronized关键字，为了确保在多线程环境下的线程安全问题。

但是同样由于synchronized关键字，它的耗时也要远远多于第一种。

为了延时加载，而降低了系统性能有点得不偿失。所以在此改进单例代码：

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

上述的代码采用内部类的形式来实现单例代码，首先，单例对象在内部类中进行实例化，而内部类只有在调用getInstance方法时才会被调用一次。从而实现了延时加载。

而且由于java内部类的加载是线程安全的，同时也解决了多线程下单例的问题。