Java设计模式之单例模式，笔记完整到不敢想象

单例模式：

作用

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问入口

单例模式的常用

1.Windows的任务管理器
2.Windows的回收站，也是一个单例应用
3.项目中的读取配置文件的对象
4.数据库的连接池
5.Servlet中的Application Servlet
6.Spring中的Bean默认也是单例的
7.SpringMVC Struts中的控制器

单例模式的优点

1.由于单例模式只生成一个实例，减少了系统给的性能开销，当一个对象需要产生时，当时消耗的资源较多。那么产生对象时构建的方式就可以通过单例去构建。
2.单例模式存在全局访问点，所以可以优化共享资源访问。

常见的单例模式的构建方法：

1.饿汉式：线程安全 调用率高  但是不能延迟加载
2.懒汉式：线程安全 调用率不高 但是可以延迟加载
3.双重检测(double check )
4.静态内部类(线程安全 可以延迟加载)
5.枚举单例 线程安全 不可以延迟加载

代码案例展示

饿汉式

/**
* 饿汉式：
*      类只要被加载就会被加载全局变量，所以饿汉式，会被及时加载。(没有懒加载 )
*      并且存在天然的线程安全问题。
* @author 码歌老薛
* @date 创建时间 猴年马月
* @version 1.0
*/
public class SingleHungry {
 //提供静态的全局变量 作为访问该类实例的入口
 private static SingleHungry sh = new SingleHungry();
 /**
* 构造器私有 无法创建对象
 */
 private SingleHungry(){  

}
 /**
* 对外提供get方法获取 该类的实例
* @return
 */
public static SingleHungry getInstance(){
return sh;
 }
}

　　

懒汉式

/**
 * 懒汉式：
*      全局变量初始化放到了实例化方法中，延迟产生对象。
 *      但是当多个线程统一访问时，有可能出现线程不安全的情况。需要优化。
 * @author 码歌老薛
 * @date 创建时间 猴年马月
 * @version 1.0
*/
public class SingleLazy implements Serializable{
   //提供静态的全局变量 作为访问该类实例的入口 但是这里不立即加载
    private static SingleLazy sh = null;  

    /**
     * 构造器私有 无法创建对象
     */
    private SingleLazy(){
       System.out.println("构造函数被调用了");
   }  

   /**
     * 对外提供get方法获取 该类的实例
    * @return
    * @throws InterruptedException
     */
    public static synchronized SingleLazy getInstance() {
       if(sh==null){
            sh = new SingleLazy();
       }
        return sh;  

    }  

} 

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双重检测

/**
 * 懒汉式：
 *      全局变量初始化放到了实例化方法中，延迟产生对象。
 *      但是当多个线程统一访问时，有可能出现线程不安全的情况。需要优化。
 * @author 码歌老薛
 * @date 创建时间 猴年马月
 * @version 1.0
 */
public class SingleLazy4 {
    //提供静态的全局变量 作为访问该类实例的入口 但是这里不立即加载
    private volatile  static SingleLazy4 sh = null;  

    /**
     * 构造器私有 无法创建对象
     */
    private SingleLazy4(){
        System.out.println("被调用了");
    }  

    /**
     * 双重校验锁式（也有人把双重校验锁式和懒汉式归为一类）分别在代码锁前后进行判空校验
     * ，双重校验锁式是线程安全的。然而，在JDK1.5以前，DCL是不稳定的，有时也可能创建多个实例，
     * 在1.5以后开始提供volatile关键字修饰变量来达到稳定效果。
     * 双重校验锁DCL(double checked locking)
     * @return
     * @throws InterruptedException
     */
    public static SingleLazy4 getInstance() {
        if(sh == null){
            synchronized(SingleLazy4.class){
                if(sh == null){
                    sh = new SingleLazy4();
                   //return singleton;    //有人提议在此处进行一次返回
                }
                //return singleton;    //也有人提议在此处进行一次返回
            }
        }
        return sh;
    }
}  

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静态内部类

/**
 *静态内部类
 *
 * @author 码歌老薛
 * @date 创建时间 猴年马月
 * @version 1.0
 */
public class SingleInner {  

    /**
     *静态内部类式和饿汉式一样，同样利用了ClassLoader的机制保证了线程安全；
     *不同的是，饿汉式在Singleton类被加载时（从代码段3-2的Class.forName可见）
     *就创建了一个实例对象，而静态内部类即使Singleton类被加载也不会创建单例对象，
     *除非调用里面的getInstance()方法。因为当Singleton类被加载时
     *，其静态内部类SingletonHolder没有被主动使用。只有当调用getInstance方法时，
     *才会装载SingletonHolder类，从而实例化单例对象。 

    这样，通过静态内部类的方法就实现了lazy loading，很好地将懒汉式和饿汉式结合起来，
    既实现延迟加载，保证系统性能，也能保证线程安全
     */
    private static class SingleInnerHolder{
        private static SingleInner instance = new SingleInner();
    }  

    private SingleInner(){
        System.out.println("我被调用了");
   }
    public static SingleInner getInstance(){
        return SingleInnerHolder.instance;
    }
}  

枚举单例

/**
 * jvm提供底层保证
 * 不可能出现序列化、反射产生对象的漏洞 但是不能做到延迟加载
在外部，可以通过EnumSingleton.INSTANCE.work()来调用work方法。默认的枚举实例的创建是线程安全的
、，但是实例内的各种方法则需要程序员来保证线程安全。
总的来说，使用枚举单例模式，有三个好处：
 1.实例的创建线程安全，确保单例。2.防止被反射创建多个实例。3.没有序列化的问题。
 * @author 码歌老薛
 * @date 创建时间 猴年马月
 * @version 1.0
 */
public enum SingleEnum {
    //实例化对象
    INSTANCE;  

    /**
     * 对象需要执行的功能
     */
    void getInstance(){  

    }
}  

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反射/序列化 获取对象 以及防止方式

import java.io.ObjectStreamException;
import java.io.Serializable;  

/**
 * 懒汉式：
 *      全局变量初始化放到了实例化方法中，延迟产生对象。
 *      但是当多个线程统一访问时，有可能出现线程不安全的情况。需要优化。
 * @author 码歌老薛
 * @date 创建时间 猴年马月
 * @version 1.0
 */
public class SingleLazy implements Serializable{
    //提供静态的全局变量 作为访问该类实例的入口 但是这里不立即加载
   private static SingleLazy sh = null;  

    /**
     * 构造器私有 无法创建对象
     */
    private SingleLazy(){
       if(sh!=null){
            throw new RuntimeException();
        }
        System.out.println("构造函数被调用了");
    }  

    /**
     * 对外提供get方法获取 该类的实例
     * @return
     * @throws InterruptedException
     */
    public static synchronized SingleLazy getInstance() {
        if(sh==null){
            sh = new SingleLazy();
        }
        return sh;  

    }  

    private Object readResolve()throws ObjectStreamException{
        return sh;
    }  

}  

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用法总结：

1、懒汉式效率是最低的。
2、占用资源少 不需要延时加载  枚举优于 饿汉式
3、占用资源比较多 需要延时加载 静态内部类 优于  懒汉式

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