P31、面试题2：实现Singleton模式
| 题目：设计一个类，我们只能生成该类的一个实例 |
java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。
单例模式有以下特点：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。
a、懒汉式单例
//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己 package com.yyq; /** * Created by Administrator on 2015/9/4. */ public class Singleton { private Singleton(){} //私有的默认构造方法，因此无法使用构造方法实例化 private static Singleton single = null; //注意，这里没有final public static Singleton getInstance(){ //静态工厂方法 if(single == null) single = new Singleton(); return single; } }
Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。
（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。）
但是以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例，下面介绍的饿汉式单例是线程安全的。
b、饿汉式单例
//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化 package com.yyq; /** * Created by Administrator on 2015/9/4. */ public class Singleton { private Singleton(){} //私有的默认构造方法，因此无法使用构造方法实例化 private static final Singleton SINGLE= new Singleton(); //注意，这里有final public static Singleton getInstance(){ //静态工厂方法 return SINGLE; } }
饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以是线程安全的。
C、登记式单例
//类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。 import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * Created by Administrator on 2015/9/4. */ public class Singleton { private static Map<String,Singleton> map = new HashMap<String,Singleton>(); static { Singleton single = new Singleton(); map.put(single.getClass().getName(),single); } //保护的默认构造方法 protected Singleton(){} public static Singleton getInstance(String name){ if(name == null || name == ""){ name = Singleton.class.getName(); System.out.println("name == null" +"-->name"+name); } if(map.get(name) == null){ try{ map.put(name,(Singleton) Class.forName(name).newInstance()); }catch (InstantiationException e){ e.printStackTrace(); }catch (IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); }catch (ClassNotFoundException e){ e.printStackTrace(); } } return map.get(name); } public String about(){ return "Hello, I am RegSingleton"; } public static void main(String[] args) { Singleton single = Singleton.getInstance(null); System.out.println(single.about()); } }
登记式单例实际上维护了一组单例类的实例，将这些实例存放在一个Map（登记薄）中，对于已经登记过的实例，则从Map直接返回，对于没有登记的，则先登记，然后返回。
饿汉式和懒汉式区别
这两种乍看上去非常相似，其实是有区别的，主要两点
1、线程安全：
饿汉式是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，懒汉式就不行，它是线程不安全的，如果用于多线程可能会被实例化多次，失去单例的作用。
如果要把懒汉式用于多线程，有两种方式保证安全性，一种是在getInstance方法上加同步，另一种是在使用该单例方法前后加双锁。
2、资源加载：
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，会占据一定的内存，相应的在调用时速度也会更快，
而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次掉用时要初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。
什么是线程安全？
如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
或者说：一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作，或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题，那就是线程安全的。
应用
以下是一个单例类使用的例子，以懒汉式为例：
package com.yyq; /** * Created by Administrator on 2015/9/4. */ public class Singleton { String name = null; private Singleton(){} private static Singleton instance = null; public static Singleton getInstance(){ if(instance == null) instance = new Singleton(); return instance; } public String getName(){ return this.name; } public void setName(String name){ this.name = name; } public void printInfo(){ System.out.println("The name is "+this.name); } public static void main(String[] args) { Singleton ts1 = Singleton.getInstance(); ts1.setName("Demo01"); Singleton ts2 = Singleton.getInstance(); ts2.setName("Demo02"); ts1.printInfo(); ts2.printInfo(); if(ts1 == ts2) System.out.println("创建的是同一个实例"); else System.out.println("创建的不是同一个实例"); } }
输出结果：
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