一、单例模式介绍
单例模式就是采取一定的方法保证在整个软件系统中，对某个类
只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。
二、单例模式的八种方式：
- 1、饿汗式（静态常量）
- 2、饿汗式（静态代码块）
- 3、懒汉式（线程不安全）
- 4、懒汉式（线程安全，同步方法）
- 5、懒汉式（线程安全，同步代码块）
- 6、双重检查
- 7、静态内部类
- 8、枚举
三、饿汗式
（一）饿汗式（静态常量）
通常实现方法：
- 1、构造器私有化
- 2、类的内部创建对象
- 3、向外暴露一个静态的公共方法
- 4、代码实现
代码实现：
public class SingLeton{ //1.构造器私有化,外部可以new private SingLeton(){ } //2.本类的内部创建对象 private final static SingLeton singleton = new SingLeton(); //3.向外暴露一个静态的公共的方法 public static SingLeton getSingleton(){ return singleton; } }
测试代码：
package singleton.type1; public class SingletonTest01 { public static void main(String[] args) { //测试 SingLeton singLeton1 = SingLeton.getSingleton(); SingLeton singLeton2 = SingLeton.getSingleton(); //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890 Process finished with exit code 0
优缺点：
- 1、优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
- 2、缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到懒加载的效果。
如果从开始到程序结束窦娥米使用这个实例，则会造成内存的浪费。
结论：
代码简单可以正常使用，但是可能会造成资源浪费。欢迎关注我，一起创造奇迹；代码改变世界，一点也没有错。
（二）饿汗式（静态代码块）
相对于静态常量的方式只是把
final常量给去掉了，然后再static{}静态代码块中初始化。
代码实现：
package singleton.type2; public class SingLeton{ //1.构造器私有化,外部可以new private SingLeton(){ } //2.本类的内部创建对象 private static SingLeton singleton; //在静态代码块中创建单例模式 static { singleton = new SingLeton(); } //3.向外暴露一个静态的公共的方法 public static SingLeton getSingleton(){ return singleton; } }
测试：
package singleton.type2; public class SingletonTest02 { public static void main(String[] args) { //测试 SingLeton singLeton1 = SingLeton.getSingleton(); SingLeton singLeton2 = SingLeton.getSingleton(); //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890 Process finished with exit code 0
可以看到效果还是一样的。
优缺点：
- 1、这种方式和静态常量方式是相似的，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点都和静态常量的一样。
结论：
代码简单可以正常使用，但是可能会造成资源浪费。
四、懒汉式
（一）懒汉式（线程不安全）
通常实现方法：
- 在初始化的时候判断一下是否已经初始化，如果初始化了，就直接返回，否则就初始化，然后返回实例结果。
- 实际开发中，不推荐使用。
代码实现：
package singleton.type3; public class SingLeton { private static SingLeton singleton; private SingLeton(){ } //提供一个静态的共有方法，当使用到该方法时，才去创建singleton //就是所说的懒汉式，只有在使用的时候才会去创建对象 public static SingLeton getSingleton(){ if(singleton == null){ singleton = new SingLeton(); } return singleton; } }
测试代码：
package singleton.type3; public class SingletonTest03 { public static void main(String[] args) { //测试 System.out.println("懒汉式："); SingLeton singLeton1 = SingLeton.getSingleton(); SingLeton singLeton2 = SingLeton.getSingleton(); //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
懒汉式： true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890
优缺点：
- 1、起到了懒加载的效果（用到才会创建，用不到就不会创建），但是只能在单线程下使用；
- 2、如果在多线程下，一个线程进入了
if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不能使用这种方式。
结论：
在实际开发中，不能使用这种方式，因为有潜在的风险。这种写法，就破坏了单利模式的原则了。
（二）懒汉式（线程安全，同步方法）
通常实现方法：
- 因为上面那个是线程不安全的，所以下面这个是为了改造上面的写法而诞生的。
- 在初始化方法中添加
synchronized关键字；如果有多个需要执行的话，就不让其余的线程去执行了。- 这样的话，如果来了很多使用的人，就会排队一个一个执行，不会造成上面的情况。
代码实现：
package singleton.type4; /** * （二）、懒汉式（线程安全，同步方法） * 懒汉式的第二种写法，解决线程安全 */ public class SingLeton { private static SingLeton singleton; private SingLeton(){ } //提供一个静态的共有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题 //懒汉式 public static synchronized SingLeton getSingleton(){ if(singleton == null){ singleton = new SingLeton(); } return singleton; } }
测试代码：
package singleton.type4; public class SingletonTest04 { public static void main(String[] args) { //测试 System.out.println("懒汉式：线程安全"); SingLeton singLeton1 = SingLeton.getSingleton(); SingLeton singLeton2 = SingLeton.getSingleton(); //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
懒汉式：线程安全 true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890
优缺点：
- 1、解决了线程不安全问题
- 2、效率太低了，每个线程在想获得类的实例的时候，执行getXX()方法都要进行同步。其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面在排队想获得该类实例的线程直接
return就行了。方法进行同步效率太低。
结论：
在实际开发中效率太低了，不推荐使用这种方式。
（三）懒汉式（线程安全，同步代码块）
代码实现：
package singleton.type5; /** （三）、懒汉式（线程安全，同步代码块） */ public class SingLeton { private static SingLeton singleton; private SingLeton(){ } //懒汉式 public static SingLeton getSingleton(){ if(singleton == null){ synchronized (SingLeton.class){ singleton = new SingLeton(); } } return singleton; } }
优缺点：
- 1、这种写法的本意是想对第四种实现方式进行改进，因为前面同步方法效率太低，改为同步产生实例化的代码块。
- 2、
但是这种同步并不能起到线程永不的作用。跟第三种实现方式遇到的情况是一样的，加入一个线程进入if判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。
结论：
在实际开发中，不能使用这种方式。
五、双重检查（推荐使用）
推荐使用
可以解决：
- 1、可以解决线程安全的问题；
- 2、可以解决效率的问题；
- 3、懒加载也符合要求。
代码实现：
package singleton.type6; /** 五、双重检查（推荐使用） 推荐使用 */ public class SingLeton { //加上volatile关键字：可以让共享的变量达到共享的结果 private static volatile SingLeton singleton; private SingLeton(){ } //提供一个静态的共有方法，加入双重检查代码， // 解决了线程安全问题 // 解决了懒加载问题 // 保证了效率 public static SingLeton getSingleton(){ if(singleton == null){ synchronized (SingLeton.class){ /* 如果有A和B同时进入了这个代码块，那么假设A先进入了if代码块； 假设B后来了，走到if代码块的时候，发现类已经实例化了，就直接返回数据了 假设后面又来了C、D、E，那么根本就不会执行到这里，在第一层的if判断就被截止了，直接返回了 */ if(singleton==null) {//1：现在A进来了，为null； singleton = new SingLeton();//2：把类实例化，然后返回给A。 } } } return singleton; } }
测试代码：
package singleton.type6; /** * 五、双重检查（推荐使用） */ public class SingletonTest06 { public static void main(String[] args) { System.out.println("双重检查:"); SingLeton singLeton1 = SingLeton.getSingleton(); SingLeton singLeton2 = SingLeton.getSingleton(); //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
双重检查: true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890
测试也是没有问题
优缺点：
- 1、Double-Check概念是多线程开发经常使用到的，如代码中所示，使用了两次
if(singleton==null)检查，这样就可以保证了线程的安全。- 2、这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断
if(singleton==null)，直接return已经实例化的对象，也避免了重复进行方法同步。
结论：
保证了线程安全；延迟加载；效率较高；
在实际开发中，推荐使用这种方式。
六、静态内部类（推荐使用）
静态内部类特点：
- 1、当外部类被装载时，内部类并不会装载；
- 2、当外部类调用内部类的时候，才会装载，而且只会装载一次；而且在装载的时候是线程安全的，可以拿到懒加载的效果，同时是线程安全的；
代码实现：
package singleton.type7; /** 使用静态内部类完成单例模式 */ public class SingLeton { //加上volatile关键字：可以让共享的变量达到共享的结果 private static volatile SingLeton singleton; //构造器私有化 private SingLeton(){ } //静态内部类 /** * 好处：外部类在装载的时候，并不会直接装载这个内部类，从而保证了懒加载是可用的； * 只有来取的时候，才会被装载； */ private static class SingLetonInClass{ private static final SingLeton SING_LETON = new SingLeton(); } //提供一个静态的共有方法，直接返回`SingLetonInClass.SING_LETON` public static SingLeton getSingleton(){ return SingLetonInClass.SING_LETON; } }
测试代码：
package singleton.type7; /** * 使用静态内部类完成单例模式 */ public class SingletonTest07 { public static void main(String[] args) { System.out.println("使用静态内部类完成单例模式："); SingLeton singLeton1 = SingLeton.getSingleton(); SingLeton singLeton2 = SingLeton.getSingleton(); //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
使用静态内部类完成单例模式： true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890
测试也是没问题的
优缺点：
- 1、这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程；
- 2、静态内部类方式在外部类
SingLeton类被装载时，不会立即实例化。而是在需要实例化的时候，调用内部类的变了时，才会被装载，从而完成SingLeton类的实例化；- 优点：避免了
线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高；
结论：
避免了
线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高；推荐使用；
七、枚举（推荐使用）
说明：
原先的一些问题，都可以使用枚举类来解决，用枚举类来实现单例模式还是比较好的。
代码实现：
package singleton.type8; //使用枚举类实现单例模式 enum SingLeton { SING_LETON;//属性 public void getInfoData(String name){ System.out.println("你好:"+name); } }
测试代码：
package singleton.type8; /** * 使用静态内部类完成单例模式 */ public class SingletonTest07 { public static void main(String[] args) { System.out.println("使用枚举类实现单例模式："); SingLeton singLeton1 = SingLeton.SING_LETON; SingLeton singLeton2 = SingLeton.SING_LETON; //测试创建的两个是否相等 System.out.println(singLeton1 == singLeton2);//true //可以查看hashCode是否相同 System.out.println("singLeton1="+singLeton1.hashCode()); System.out.println("singLeton2="+singLeton2.hashCode()); } }
测试结果：
使用枚举类实现单例模式： true singLeton1=1956725890 singLeton2=1956725890
测试结果也是成功的；
优缺点：
- 使用枚举类的方式来实现单例模式，借助了JDK1.5中添加的枚举类来实现的。不仅能避免多线程同步问题，还能防止反序列化重新创建对象。
结论：
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式；
推荐使用。
八、单例模式在JDK源码中使用的情形
在jdk源码中Runtime就使用了单例模式来实现的
在 java.lang.Runtime中
打开Runtime.java的源码的话，可以看到包含一下代码：
public class Runtime { private static Runtime currentRuntime = new Runtime(); public static Runtime getRuntime() { return currentRuntime; } private Runtime() {} ...... }
代码分析：
- 1、构造方法是私有的：
private Runtime(){};- 2、变量是最初new出来的：
private static Runtime currentRuntime = new Runtime();;- 3、只有用到的时候是使用get方法获取的:
getRuntime()；
由以上分析过后，可以看出来是使用的饿汉式的单例实现模式来实现的。
九、总结
单例模式：就是采取一定的方法保证在整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。
推荐使用的实现单例模式的方式：
- 枚举类
- 静态内部类
- 双重检查
- 饿汉式（可能会存在内存浪费）
单例模式注意事项和细节说明：
- 1、单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能；
- 2、当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new；
单利模式使用的场景：
- 1、需要频繁的进行创建和销毁的对象；
- 2、创建对象时耗时过多或消耗资源过多（重量级对象）；
- 3、经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象（比如：数据源、session工厂等）。
