Java之单例模式
单例模式：
单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化对象。
注意：
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。
所以单例模式能保证一个类仅有一个实例变量，并只提供一个访问她的全局访问点。所以当如果想要控制实例数目，节省系统资源时可考虑单例模式。可以避免一个实例频繁的创建和销毁。
优点：
- 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例。
- 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
实现：
1、懒汉式（线程不安全）【不用】
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
这种写法在大多数的时候也是没问题的。问题在于，当多线程工作的时候，如果有多个线程同时运行到if (instance == null)，都判断为null，那么两个线程就各自会创建一个实例——这样一来，就不是单例了。所以最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。但是这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。
2、懒汉式（线程安全）【可用但不常用】
public class Singleton {
private static Singleton instance;
public static synchronized Singleton getInstance2() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，比如：有两个线程（a,b），同时执行到这个方法时，会有其中一个线程a获得锁，a就开始执行。而b就需要等待。当a执行完getInstance2()之后，b线程才会执行。所以这端代码也就避免了1中，可能出现因为多线程导致多个实例的情况。这种写法也有一个问题：给gitInstance方法加锁，虽然会避免了可能会出现的多个实例问题，但是会强制除a之外的所有线程等待，实际上会对程序的执行效率造成负面影响。
总结：
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点:必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。
3、饿汉式（静态常量）【可用】
public class Singleton2 {
private static Singleton2 instance = new Singleton2();
private Singleton2 (){}
public static Singleton2 getInstance() {
return instance;
}
}
这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
4.饿汉式（静态块）【可用】
public class Singleton2 {
private static Singleton2 instance;
static {
instance = new Singleton2();
}
private Singleton2 (){}
public static Singleton2 getInstance() {
return instance;
}
}
这种方式和3是一样的，就是把类的实例化放在了静态块当中。但也是在类加载时实例对象就已经产生了。优缺点和3一样。
5.双检锁/双重校验锁【常用】
public class Singleton3 {
private volatile static Singleton3 singleton;
private Singleton3 (){}
public static Singleton3 getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton3.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton3();
}
}
}
return singleton;
}
}
这种方式时我们经常用到的方式，采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
优点：线程安全；延迟加载；效率较高。
6.登记式/静态内部类 【常用】
public class Singleton3 {
private static class Singleton{
private static final Singleton3 instance = new Singleton3();
}
private Singleton() {}
public static final Singleton3 getInstance() {
return Singleton.instance;
}
}
这种方式跟饿汉式方式采用的机制类似，但又有不同。两者都是采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。不同的地方在饿汉式方式是只要Singleton类被装载就会实例化，没有Lazy-Loading的作用，而静态内部类方式在Singleton3类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载Singleton类，从而完成Singleton3的实例化。类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
优点：避免了线程不安全，延迟加载，效率高。
7.枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}
这种方法它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，在实际工作中，也很少用。
