设计模式之单例模式

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当一个类只需要创建一个实例即可时，则需要使用单例模式。

第一种（懒汉，线程不安全）：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}
    public static Singleton getInstance() {
        if(null!=instance){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

这使用的是一种懒加载方式，即当需要使用时才去判断选择创建；若此时同时有多个调用就会出现多次创建的问题；因此线程不安全

第二种（懒汉，线程安全）：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(null!=instance){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

这种通过加synchronized锁的方式虽然线程安全，但是效率非常的低。

第三种（饿汉）：

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

这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance显然没有达到的懒加载效果。

第四种（饿汉，变种）：

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

这个和第三种差不多。

第五种（静态内部类）：

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

这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

第六种（枚举）：

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonEnum.INSTANCE.getInstance();
    }
    private static enum SingletonEnum{
        INSTANCE;
        private Singleton singleton;
        //JVM会保证此方法绝对只调用一次
        private SingletonEnum(){
            singleton = new Singleton();
        }
        public Singleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。但是我目前在实际开发中还没看到过这种写法。

第七种（双重校验锁）：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton singleton;
    private Singleton (){}
    public static Singleton getSingleton() {
        if (null == singleton) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (null == singleton) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

这个是第二种方式的升级版，俗称双重检查锁定。在JDK1.5之后，双重检查锁定才能够正常达到单例效果。

不过好像在高并发的情况下，可能会出现空对象的问题；即在new对象时，Java虚拟机完全有可能先new出来一个空的未调用过构造函数的instance对象，然后再将其赋值给instance引用，然后再调用构造函数，对instance对象当中的元素进行初始化。当还未初始化时正好有个线程在调用，此时会直接返回，而返回的对象还未被初始化。但是对于普通的一般不会出现此种问题。

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不过一般来说，第一种不算单例，第四种和第三种就是一种，如果算的话，第五种也可以分开写了。所以说，一般单例都是五种写法。懒汉，恶汉，双重校验锁，枚举和静态内部类。