设计模式--单例模式几种写法及比较
在我们日常的工作中经常需要在应用程序中保持一个唯一的实例，如：IO处理，数据库操作等，由于这些对象都要占用重要的系统资源，所以我们必须限制这些实例的创建或始终使用一个公用的实例，这就是我们今天要介绍的——单例模式（Singleton）。
定义
单例模式，又称单件模式或者单子模式，指的是一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。
实现思路
在单例的类中设置一个 private 静态变量instance，instance 类型为当前类，用来持有单例唯一的实例。
将（无参数）构造器设置为 private，避免外部使用 new 构造多个实例。
提供一个 public 的静态方法，如 getInstance，用来返回该类的唯一实例 instance。
类图
几种实现方式
由于使用场景不同，出现不同写法和模式，它们分别:
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懒汉式
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恶汉式
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双重校验锁
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枚举
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静态内部类
由于枚举使用场景场景较少， 下面就不介绍，感兴趣的可以自行解决。
恶汉式
饿汉式指的是单例的实例在类装载时进行创建。由于是在类装时候创建， 所以能够保证线程安全。如果单例类的构造方法中没有包含过多的操作处理，饿汉式其实是可以接受的。
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public class SingleInstance { -
private final static SingleInstance instance = new SingleInstance(); -
-
public static SingleInstance getInstance() { -
return instance; -
} -
}
不足：
-
如果构造方法中存在过多的处理，会导致加载这个类时比较慢，可能引起性能问题。
-
如果使用饿汉式的话，只进行了类的装载，并没有实质的调用，会造成资源的浪费。
懒汉式
懒汉式指的是单例实例在第一次使用时进行创建。这种情况下避免了上面饿汉式可能遇到的问题。
public class SingleInstance {
-
private static SingleInstance instance; -
private SingleInstance() { -
} -
-
public static SingleInstance getInstance() { -
if (null == instance) { -
instance = new SingleInstance(); -
} -
return instance; -
} -
}
但是如果上面的代码在多线程并发的情况下就会发生问题， 因为它们存在共同的「临界资源」 instance, 比如线程A进入 null == instance 这段代码块，而在A线程未创建完成实例时，这时线程B也进入了该代码块，必然会造成两个实例的产生。
所以如果多线程这里要考虑加锁同步。代码实现如下：
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public class SingleInstance { -
private static SingleInstance instance; -
private SingleInstance() { -
} -
-
public static synchronized SingleInstance getInstance() { -
if (null == instance) { -
instance = new SingleInstance(); -
} -
return instance; -
} -
}
如果使用 synchronized 修饰 getInstance 方法后必然会导致性能下降，而且 getInstance 是一个被频繁调用的方法。虽然这种方法能解决问题，但是不推荐使用在多线程的情况下。所以伟大人类又想到了 「双重检查加锁」。
双重校验锁
伟大人类想到首先进入该方法时进行 null == sInstance 检查，如果第一次检查通过，即没有实例创建，则进入 synchronized 控制的同步块,并再次检查实例是否创建，如果仍未创建，则创建该实例。
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public class SingleInstance { -
private static SingleInstance instance; -
private SingleInstance() { -
} -
-
public static SingleInstance getInstance() { -
if (null == instance) { -
synchronized (SingleInstance.class) { -
if(null == instance) { -
instance = new SingleInstance(); -
} -
} -
} -
return instance; -
} -
}
双重检查加锁保证了多线程下只创建一个实例，并且加锁代码块只在实例创建的之前进行同步。如果实例已经创建后，进入该方法，则不会执行到同步块的代码。
静态内部类
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public class SingleInstance { -
private SingleInstance() { -
} -
-
public static SingleInstance getInstance() { -
return SingleInstanceHolder.sInstance; -
} -
-
private static class SingleInstanceHolder { -
private static SingleInstance sInstance = new SingleInstance(); -
} -
}
上面的代码 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，我想让它延迟加载， 上面就能这种方式就能达到。
优点:
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单例模式（Singleton）会控制其实例对象的数量，从而确保访问对象的唯一性。
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实例控制：单例模式防止其它对象对自己的实例化，确保所有的对象都访问一个实例。
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伸缩性：因为由类自己来控制实例化进程，类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
缺点:
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系统开销。虽然这个系统开销看起来很小，但是每次引用这个类实例的时候都要进行实例是否存在的检查。这个问题可以通过静态实例来解决。
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使用多个类加载器加载单例类，也会导致创建多个实例并存的问题。
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使用反射，虽然构造器为非公开，但是在反射面前就不起作用了。
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对象生命周期。因为单例模式没有提出对象的销毁， 所以使用时容易造成内存泄漏， 例如在 Android 中在 Activity 中使用单例， 所以我们要额外小心。
使用场景
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系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。
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不要使用单例模式存取全局变量。这违背了单例模式的用意，最好放到对应类的静态成员中。
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在一个系统中要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来，如果一个类可以有几个实例共存，就需要对单例模式进行改进，使之成为多例模式
Android 系统中的应用
在 Android 系统中， 大量使用单例模式， 我们来看一下。
恶汉式：
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public class CallManager { -
... -
// Singleton instance -
private static final CallManager INSTANCE = new CallManager(); -
-
public static CallManager getInstance() { -
return INSTANCE; -
} -
.... -
}
懒汉式非线程安全实现方式:
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class SnackbarManager { -
..... -
private static SnackbarManager sSnackbarManager; -
-
static SnackbarManager getInstance() { -
if (sSnackbarManager == null) { -
sSnackbarManager = new SnackbarManager(); -
} -
return sSnackbarManager; -
} -
}
懒汉式线程安全实现方式:
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public class SystemConfig { -
... -
static SystemConfig sInstance; -
... -
public static SystemConfig getInstance() { -
synchronized (SystemConfig.class) { -
if (sInstance == null) { -
sInstance = new SystemConfig(); -
} -
return sInstance; -
} -
} -
}
总结
一般的情况下，构造方法没有太多处理时，我会使用「恶汉」方式， 因为它简单易懂，而且在JVM层实现了线程安全（如果不是多个类加载器环境）。只有在要明确实现延迟加载效果时我才会使用「静态内部类」方式。
