单例模式 - Singleton

对今天学习的Singleton Pattern简单总结下：

定义：保证一个类只有一个实例，必须自己创建自己的实例，并提供一个访问它的全局访问点。

private 构造函数；
private static 成员变量：缓存实例；
public static 方法：创建类实例；

作用

保证唯一实例，减少内存开支，避免对资源的多重占用；
提供对唯一实例的受控访问；
全局变量必须在程序一开始就创建好，单例模式可以延迟初始化；

适用场合 　　

控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问；　　
控制实例产生的数量，达到节约资源的目的；　
作为通信媒介使用，也就是数据共享，它可以在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的两个线程或者进程之间实现通信；

普通单例模式

通常情况下，单例模式分为饿汉式和懒汉式，具体代码参见下方

饿汉式：预先创建实例、占用内存，但线程安全
懒汉式：使用时再创建实例、相对节省内存，但存在线程安全问题

多线程下的单例模式

进程加锁 (懒汉式 -> 饿汉式) –> 双重锁定(Double-Check Locking) –> 静态内部类 –> 枚举

懒汉式

 public class Singleton{   // 单例-懒汉式

     private static Singleton instance;

     private Singleton() {}

     public static synchronized Singleton getInstace()

     {

         if(null==instance)

             instance = new Singleton();

         return instance;

     }

 }

注：同步方法解决多线程问题。仅第一次设置instance需要同步，之后每次调用此方法，同步都是累赘降低性能。

双重锁定 - 懒汉式改进版

 public class Singleton{ // 单例-双重锁定（懒汉式改进版）

     private volatile static Singleton instance;

     private Singleton() {}

     public static Singleton getInstace()

     {

         if(null==instance){

             synchronized(Singleton.class){

                 if(null==instance)

                     instance = new Singleton();

             }

         }

         return instance;

     }

 }

注：确保实例仅在未创建时加锁，亦能保证多线程安全。
volatile：避免内存模型允许的’无序写入’(某个线程可能会获得一个未完全初始化的实例[构造完整但是部分初始化])导致失败。

饿汉式

 public class Singleton{   // 单例-饿汉式

   private static Singleton instance = new Singleton();

   private Singleton() {}

   public static Singleton getInstace()

   {

     return instance;

   }

 }

注：使用静态初始化(无需显示编写线程安全代码)，加载时即实例化，提前占用系统资源。

静态内部类

 public class Singleton{  // 静态内部类

     private Singleton() {}

     private static class SingletonHelper{

         private final static Singleton instance = new Singleton();

     }

     public static Singleton getInstace(){

         return SingletonHelper.instance;

     }

 }

注：加载时不会初始化静态变量instance，达到延时加载。
　　static：成员变量只保存一份副本；
　　final：保证变量不可变。

枚举

public class Singleton{  // 枚举

     private Singleton() {}

 }

注：单元素的枚举类型是实现Singleton的最佳方式。

参考：