前言：📫 作者简介：小明java问道之路，专注于研究计算机底层，就职于金融公司后端高级工程师，擅长交易领域的高安全/可用/并发/性能的设计和架构📫

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本文导读

本文介绍了单例模式及6种写法

一、单例模式介绍、使用场景、优缺点：

创建型模式之单例模式——保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点（方法）。

许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

单例模式的使用场景：

单例模式只允许创建一个对象，因此节省内存，加快对象访问速度，因此对象需要被公用的场合适合使用，如多个模块使用同一个数据源连接对象等等。如：

  1.需要频繁实例化然后销毁的对象。

  2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。

  3.有状态的工具类对象。

  4.频繁访问数据库或文件的对象。

以下都是单例模式的经典使用场景：

  1.资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能或损耗等。如上述中的日志文件，应用配置。

  2.控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。如线程池等。

应用场景举例： 

  1.外部资源：每台计算机有若干个打印机，但只能有一个PrinterSpooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机。内部资源：大多数软件都有一个（或多个）属性文件存放系统配置，这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件

  2. Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式（这个很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打开两个windows task manager吗？ 不信你自己试试看哦~

  3. windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。

  4. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。

  5. 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。

  6. Web应用的配置对象的读取，一般也应用单例模式，这个是由于配置文件是共享的资源。

  7. 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。

  8. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。

  9. 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。

  10. HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式，所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例.

优点

   1.在单例模式中，活动的单例只有一个实例，对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就 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

  2.单例模式具有一定的伸缩性，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。

  3.提供了对唯一实例的受控访问。

  4.由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以 节约系统资源，当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。

  5.允许可变数目的实例。

  6.避免对共享资源的多重占用。

缺点

  1.不适用于变化的对象，如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化，单例就会引起数据的错误，不能保存彼此的状态。

  2.由于单利模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。

  3.单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。

  4.滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出；如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，导致对象状态的丢失。

二、单例模式的6种写法：

一、饿汉式：1、在静态变量里，直接初始化实例。

publicclassSingleton {
privateSingleton(){}
privatestaticSingletoninstance=newSingleton();
publicstaticSingletongetInstance(){
returninstance;
    }
}

二、懒汉式：1、在静态变量里，只声明变量。2、在第一次获取实例的请求getInstance()到来时，才创建实例。

publicclassSingleton {
privateSingleton(){}
privatestaticSingletoninstance;
publicstaticSingletongetInstance(){
if(instance==null){
instance=newSingleton();     
        }
returninstance;
    }
}

三、synchronized懒汉式：线程安全

publicclassSingleton {
privateSingleton(){}
privatestaticSingletoninstance;
publicsynchronizedstaticSingletongetInstance(){
if(instance==null){
instance=newSingleton();     
        }
returninstance;
    }
}

四、双重校验锁+volatile：线程安全，防止指令重排序，保证在写操作没有完成之前不能调用读操作

publicclassSingleton {
privateSingleton(){}
privatestaticvolatileSingletoninstance;
publicstaticSingletongetInstance(){
if(instance==null){
synchronized(Singleton.class){
if(instance==null){
instance=newSingleton();     
                }
            }
        }
returninstance;
    }
}

五、静态内部类：线程安全，在没有调用 getInstance() 方法之前，静态内部类不会进行初始化，在第一次调用该方法后就生成了唯一一个实例

publicclassSingleton {
privateSingleton(){}
privatestaticclassSingletonHolder {
privatestaticSingletoninstance=newSingleton();
    }
publicstaticSingletongetInstance(){
returnSingletonHolder.instance;
    }
}

六、枚举：天生支持多线程

publicenumSingleton {
INSTANCE;
publicvoidfun(){}
}