设计模式总结（Java）—— 单例模式

1. 定义

为了确保一个类有且仅有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

2. 使用场景

确保某个类有且只有一个对象的场景，避免产生多个对象消耗过多的资源，或者某种类型的对象只应该有且只有一个。例如，创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问IO和数据库等资源，这时候就需要考虑使用单例模式。

3. 机制

创建一个独一无二觉得的对象，有多种方式。但是不管你如何创建一个单例对象，都必须要确保其他开发人员不能创建该单例对象的新的实例。

那么如何做到这一点呢？  答：为了避免其他开发人员实例化你定义的类，可以创建唯一一个构造函数，并将其设置为私有的访问权限。注意，如果创建了其他非私有的构造函数，或者没有创建任何构造函数，其他对象都能够实例化改类。

设计一个单例类的时候，需要确定何时实例化该类的单例对象。一种做法是创建这个类的实例，并将它作为该类的静态成员变量。例如：

private static Factory factory = new Factory();

然后通过一个公共的getFactory()静态方法获得该类的唯一实例。实例代码：

public class Factory{
    private static Factory factory = new Factory ();
    public static Factory getFactory() {
        return factory;
    }
    private Factory() {}
}

如果不希望提前创建单例实例，还可以在第一次需要的时候，延迟初始化它。

if (factory == null)
    factory = new Factory();

延迟不延迟有哪些方面的区别呢？ 为什么实例化还有延迟和非延迟？   一般延迟实例化对象有两个原因： 1. 在静态初始化的时候，没有足够的信息对单例对象进行初始化。  2. 选择延迟初始化单例对象与获取资源有关，如数据库连接，没有使用的需求，就没有必要实例化该单例对象。

3. 单例与线程

如果想在多线程环境下延迟初始化一个单例模型，必须避免多个线程同时初始化该单例对象。在多线程环境下，无法保证在其他线程开始执行该方法时，当前线程已经完整的执行完该方法。这可能出现两个线程同时初始化一个单例对象的情况。为了避免这种情况，需要使用双重校验锁机制(Double Check Lock)去协调不同线程对同一方法的执行。

public class SingletonClass {
    private static SingletonClass instance = null;
    public static SingletonClass getInstance() {
        if(instance==null) {
            synchronized(SingletonClass.class) {
                if(instance==null) {
                    instance=new SingletonClass();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    private SingletonClass() {}
}

单例模式或许是最负盛名的一个设计模式，但是很容易被误用，不要让单例作为创建全局变量的一种花哨方法。因为单例会引入耦合，应减少使用单例模式的类的数量。最好的方式是：类只知道与它协作的对象，不必了解它所需要的限制。 需要注意的是：对象具有唯一性，不代表使用了单例模式。

4. 推荐使用的单例模式实现方式

在应用单例模式时，我们知道懒汉模式、饿汉模式、双重检验锁模式。这些实现方式都有各自的特点和缺陷，其中双重校验锁算性是应用最为广泛的，但是也不是完美的。《Java并发编程实践》这本书给出来一个推荐的实现方式：

public class Singleton {
       // 构造函数
       private Singleton() {}
　　
       public static Singleton getInstance（）{
　　　　　　return SingletonHloder.sInstance;
       }

　　  // 静态内部类
    　 private static class SingletonHloder {
　　　　　　private static final Singleton sInstance = new Singleton();
  　　　}
}    

实现方式解读：

当第一次加载Singletion类时并不会初始化sInstance，只有在第一次调用Singleton的getInstance方法时才会导致sInstance被初始化。因此，第一次调用getInstance方法会导致虚拟机加载SingletonHolder类，这种方式不仅能够确保线程安全，也能保证单例对象的唯一性，同时也延迟了单例的实例化，所以这是推荐使用的单例模式的实现方式。