单例设计模式详细解析

单例设计模式主要分为：饿汉式和懒汉式，懒汉式需要对多线程进行同步处理。

代码实现

饿汉式静态变量
```
public class Singleton01 {
        
        
    // 2.声明一个本来类型的引用 并指向本类型类的对象 使用 private static 关键字修饰
    private static Singleton01 sin = new Singleton01();
    // 1.私有化构造方法 并使用 private 关键字修饰
    private Singleton01() {
        
        
    }

    // 3.提供一个共有的get方法 并使用 static关键字修饰
    public static Singleton01 getSingleton() {
        
        
        return sin;
    }

}
```
1. 优缺点说明
  - 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
  - 缺点：
    1. 在类装载的时候就完成实例化，没有达到 Lazy Loading 的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费
    2. 这种方式基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 lazy loading 的效果
  - 结论
    
    这种单例模式可用，可能造成内存浪费

饿汉式静态代码块

public class Singleton02 {
        
        
    // 2.声明本类类型的引用 并使用private static
    private static Singleton02 sin;
    // 1.私有化构造方法 并使用 private关键字修饰
    // 2.1 在静态代码块中创建单例对象 因为静态代码块优于构造方法
    static {
        
        
        sin = new Singleton02();
    }
    private Singleton02() {
        
        }
    // 3.使用共有get方法 并返回本类类型的对象
    public Singleton02 getSingleton02() {
        
        
        return sin;
    }
}

优缺点说明
- 这种方式和上面的方式其实类似，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。优缺点和上面是一样的。
- 结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

懒汉式(线程不安全)

public class Singleton03 {
        
        
    // 2.声明一个本来类型的引用 并指向本类型类的对象 使用 private static 关键字修饰
    private static Singleton03 sin = null ;
    // 1.私有化构造方法 并使用 private 关键字修饰
    private Singleton03() {
        
        
    }
    // 3.提供一个共有的get方法 并使用 static关键字修饰
    public static Singleton03 getSingleton() {
        
        
        // 3.1 当采用多线程是 可能会出现线程安全的问题 
        if (sin == null ){
        
        
            // 3.2 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建
            sin = new Singleton03();
        }
        return sin;
    }
}

优缺点说明
- 起到了 Lazy Loading 的效果，但是只能在单线程下使用。
- 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可使用这种方式
- 结论：在实际开发中，不要使用这种方式.

懒汉式(线程安全同步方法)

public class Singleton03 {
        
        
    // 2.声明一个本来类型的引用 并指向本类型类的对象 使用 private static 关键字修饰
    private static Singleton03 sin = null ;
    // 1.私有化构造方法 并使用 private 关键字修饰
    private Singleton03() {
        
        
    }
    // 3.提供一个共有的get方法 并使用 static关键字修饰 加上synchronized 关键字 解决多线程安全的问题
    public synchronized static Singleton03 getSingleton() {
        
        
        if (sin == null ){
        
        
            // 3.1提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建
            sin = new Singleton03();
        }
        return sin;
    }
}

优缺点说明
- 解决了线程安全问题
- 效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接 return 就行了。方法进行同步效率太低
- 结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

懒汉式(线程安全同步代码块)

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public class Singleton03 {
        
        
    // 2.声明一个本来类型的引用 并指向本类型类的对象 使用 private static 关键字修饰
    private static Singleton03 sin = null ;
    // 1.私有化构造方法 并使用 private 关键字修饰
    private Singleton03() {
        
        
    }
    // 3.提供一个共有的get方法 并使用 static关键字修饰
    public static Singleton03 getSingleton() {
        
        
        // 3.1加上同步代码块 实现线程安全的问题
        synchronized (Singleton03.class) {
        
        
            if (sin == null) {
        
        
                // 3.2 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建
                sin = new Singleton03();
            }
            return sin;
        }
    }
}

不推荐使用

懒汉式 (双重检查)

/**
 * 单例设计模式懒汉式
 */
public class SingletonUp {
        
        
    // 2.声明一个本类类型的引用指向本类类型的对象并使用private static 关键字修饰
    private static SingletonUp singleton = null;
    // 1.私有化构造方法 使用 private关键字修饰
    private SingletonUp(){
        
        }
    // 3.使用共有的get负责将对象返回出去 并使用public static 修饰
    public /*synchronized*/ static SingletonUp getInstance() {
        
        
        // 3.1只有在对象为null时才需要创建对象 所以加个 if 判断
        if (singleton == null) {
        
        
            // 3.2加上synchronized 关键字防止出现线程安全的问题 如果不加加同步代码块 当多线程访问时 可能会出现线程安全的问题
            synchronized (SingletonUp.class) {
        
        
                // 3.3判断对象是够为空 如果为空创建对象 否则直接返回对象即可
                if (singleton != null) {
        
        
                    // 提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建
                    singleton = new SingletonUp();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点说明：
- Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
- 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 实例化对象，也避免的反复进行方法同步.
- 线程安全；延迟加载；效率较高
结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

懒汉式(静态内部类)

public class Singleton04 {
        
        
    // 2.声明一个本来类型的引用 并指向本类型类的对象 使用 private static 关键字修饰
    private static volatile Singleton04 sin = null ;
    // 1.私有化构造方法 并使用 private 关键字修饰
    private Singleton04() {
        
        
    }
    // 2.1写一个静态内部类 该类有静态属性 sin 并使用private 关键字修饰
    private static class SingletonIns{
        
        
        private static final Singleton04 INSTANCE = new Singleton04(); 
    }
    // 3.提供一个共有的get方法 并使用 static关键字修饰
    public static Singleton04 getSingleton() {
        
        
        return SingletonIns.INSTANCE;
    }
}

优缺点说明
- 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
- 静态内部类方式在 SingletonIns 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 SingletonIns 类，从而完成 Singleton04 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，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
结论: 推荐使用

懒汉式(枚举)】
```
/**
 * 使用枚举类型 完成单例设计模式-懒汉式
 */
public enum SingletonEnum {
        
        
    INSTANCE;
}
```
1. 优缺点说明：
- 这借助 JDK1.5 中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象
- 这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式
1. 结论：推荐使用
单例设计模式的注意事项和细节说明
- 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
- 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
- 单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、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)

单例设计模式详细解析

单例设计模式详细解析

懒汉式(线程不安全)

懒汉式 (双重检查)

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