Java设计模式-单例模式详解（上）
单例模式整理
敲了多年代码后，回头来看会别有一番滋味在心头。。
概念
单例模式是为了保证在一个jvm环境下，一个类仅有一个对象。
代码中常见的懒汉式。饿汉式，这些实现方式可以通过代码的设计来强制保证的单例，也可以通过文档，通过编码约束，可以认为是一个类仅有一个对象。
代码场景
项目中被封装到底层的连接功能的类，数据库连接，socket连接，具有配置功能的类，工具类，辅助系统类，会需要使用单例模式。这些类的特点：是创建和销毁需要消耗大量的系统资源，或者不需要创建多个对象。
实战
单例1，饿汉式
/**
* 最常见的单例，有两个必不可少的东西
* 1.私有化类的所有构造函数，以阻止其他代码在该类的外界去创建对象
* 2.提供获取对象的静态方法，以返回类唯一的对象引用
*
* @author sunyang
* @date 2018/11/6 18:44
*/
//单例1，通过类的静态变量来持有一个该类的对象的引用，同时使用final关键字来阻止被再次赋值
public class Singleton1 {
private final static Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();
public Singleton1() {
}
public static Singleton1 getINSTANCE() {
return INSTANCE;
}
}
单例2，饿汉式
/**
* 单例2，是使用静态变量维护该类的引用，但是要将对象创建放在静态代码块中
*
* @author sunyang
* @date 2018/11/6 18:49
*/
public class Singleton2 {
private static final Singleton2 INSTANCE;
static {
INSTANCE = new Singleton2();
}
public Singleton2() {
}
public static Singleton2 getInstance(){
return INSTANCE;
}
}
单例3，懒汉式
/**
* 单例3，使用静态变量维持类的对象引用，在获取对象的方法中对象进行判断和创建
*
* @author sunyang
* @date 2018/11/6 18:59
*/
public class Singleton3 {
public static Singleton3 instance;
private Singleton3(){
}
private static Singleton3 getInstance(){
if (instance == null){
instance = new Singleton3();
}
return instance;
}
}
分析
单例1和单例2，将对象创建放在类的初始化阶段，单例3则是将对象的创建放在类的使用阶段。
所以，单例1和单例2称为饿汉式，单例3称为懒汉式。优缺点：
饿汉式的优点是简单易懂，缺点是没有达到懒加载的效果。如果整个生命周期中自始至终未使用过这个实例，就会比较浪费连接资源和内存。
懒汉式并不复杂，可以起到懒加载的效果。于是，实际开发中更愿意使用懒汉式，因为节省内存，懒加载。
联想
类的生命周期：
1.类的加载：
将类的字节码文件.class从硬盘载入方法区的过程
2.类的连接：
该过程由三个部分组成：验证、准备和解析
3.类的初始化：
将静态变量赋值，执行的顺序就是，
父类静态变量->静态代码块->子类静态变量->子类静态代码块
饿汉式的对象创建在这个阶段
4.类的使用：
类的实例化，懒汉式的对象创建处于这个阶段，new关键字可以触发该生命周期
5.类卸载
验证
/**
* 如果验证？
* 根据类的五个生命周期阶段，我们只需要验证在创建对象之前的
* 那些操作能够触发类的初始化就行。
*
* @author sunyang
* @date 2018/11/8 11:13
*/
public class ValidSingleton1 {
/**
* 首先在构造方法里添加打印语句，打印"init"
* 再添加静态方法和一个静态变量
*
*/
private static final ValidSingleton1 INSTANCE = new ValidSingleton1();
//打印init
public ValidSingleton1() {
System.out.println("init");
}
public static ValidSingleton1 getINSTANCE() {
return INSTANCE;
}
//静态方法
public static final void otherMethod(){
}
//静态变量
public static final int staticField = 0;
}
开始验证
/**
* @author sunyang
* @date 2018/11/8 11:26
*/
public class ValidSingletonDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("---------------------start");
/*1.验证单例1,只声明，不会触发类的初始化阶段
ValidSingleton1 validSingleton1 = null;
if (null == validSingleton1){
System.out.println("singleton1 is null");
}*/
/*//2.调用类的静态变量
System.out.println(ValidSingleton1.staticField);*/
//3.调用类的静态方法
// ValidSingleton1.otherMethod();
//4.初始化两次
ValidSingleton1 validSingleton1 = new ValidSingleton1();
//5.直接调用
// ValidSingleton1.getINSTANCE();
System.out.println("---------------------end");
/**
* -------start-------
* singleton1 is null
* -------end---------
*
* ---------------------start
* 0
* ---------------------end
*
* ---------------------start
* init
* ---------------------end
*
* ---------------------start
* init
* init
* ---------------------end
*
*
* ---------------------start
* init
* ---------------------end
*/
}
}
从输出上看，调用类的静态方法以下，会触发类的初始化阶段。
发现饿汉式，是不会产生线程安全的问题；
在设计上，懒汉式要优于饿汉式
关联线程安全
在多线程下，懒汉式会有一定修改。当两个线程在if(null == instance)语句阻塞的时候，可能由两个线程进入创建实例，从而返回了两个对象。对此，我们可以加锁，保证仅有一个线程处于getInstance（）方法中，从而保证了线程一致性。多线程下的单例
/**
* @author sunyang
* @date 2018/11/8 12:18
*/
public class Singleton4 {
private static Singleton4 instance;
private Singleton4(){
}
//需要加上synchronized 同步
public static synchronized Singleton4 getInstance(){
if (instance == null){
instance = new Singleton4();
}
return instance;
}
}
