單例模式是最常用到的設(shè)計(jì)模式之一，熟悉設(shè)計(jì)模式的朋友對單例模式都不會陌生。一般介紹單例模式的書籍都會提到 餓漢式 和 懶漢式 這兩種實(shí)現(xiàn)方式。但是除了這兩種方式，本文還會介紹其他幾種實(shí)現(xiàn)單例的方式，讓我們來一起看看吧。

簡介

單例模式是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式，其定義是單例對象的類只能允許一個實(shí)例存在。

許多時候整個系統(tǒng)只需要擁有一個的全局對象，這樣有利于我們協(xié)調(diào)系統(tǒng)整體的行為。比如在某個服務(wù)器程序中，該服務(wù)器的配置信息存放在一個文件中，這些配置數(shù)據(jù)由一個單例對象統(tǒng)一讀取，然后服務(wù)進(jìn)程中的其他對象再通過這個單例對象獲取這些配置信息。這種方式簡化了在復(fù)雜環(huán)境下的配置管理。

基本的實(shí)現(xiàn)思路

單例模式要求類能夠有返回對象一個引用(永遠(yuǎn)是同一個)和一個獲得該實(shí)例的方法（必須是靜態(tài)方法，通常使用getInstance這個名稱）。

單例的實(shí)現(xiàn)主要是通過以下兩個步驟：

將該類的構(gòu)造方法定義為私有方法，這樣其他處的代碼就無法通過調(diào)用該類的構(gòu)造方法來實(shí)例化該類的對象，只有通過該類提供的靜態(tài)方法來得到該類的唯一實(shí)例；
在該類內(nèi)提供一個靜態(tài)方法，當(dāng)我們調(diào)用這個方法時，如果類持有的引用不為空就返回這個引用，如果類保持的引用為空就創(chuàng)建該類的實(shí)例并將實(shí)例的引用賦予該類保持的引用。

注意事項(xiàng)

單例模式在多線程的應(yīng)用場合下必須小心使用。如果當(dāng)唯一實(shí)例尚未創(chuàng)建時，有兩個線程同時調(diào)用創(chuàng)建方法，那么它們同時沒有檢測到唯一實(shí)例的存在，從而同時各自創(chuàng)建了一個實(shí)例，這樣就有兩個實(shí)例被構(gòu)造出來，從而違反了單例模式中實(shí)例唯一的原則。 解決這個問題的辦法是為指示類是否已經(jīng)實(shí)例化的變量提供一個互斥鎖(雖然這樣會降低效率)。

單例模式的八種寫法

1、餓漢式（靜態(tài)常量）[可用]

public class Singleton {

    private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成實(shí)例化。避免了線程同步問題。

缺點(diǎn)：在類裝載的時候就完成實(shí)例化，沒有達(dá)到Lazy Loading的效果。如果從始至終從未使用過這個實(shí)例，則會造成內(nèi)存的浪費(fèi)。

2、餓漢式（靜態(tài)代碼塊）[可用]

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    static {
        instance = new Singleton();
    }

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

這種方式和上面的方式其實(shí)類似，只不過將類實(shí)例化的過程放在了靜態(tài)代碼塊中，也是在類裝載的時候，就執(zhí)行靜態(tài)代碼塊中的代碼，初始化類的實(shí)例。優(yōu)缺點(diǎn)和上面是一樣的。

3、懶漢式(線程不安全)[不可用]

public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

這種寫法起到了Lazy Loading的效果，但是只能在單線程下使用。如果在多線程下，一個線程進(jìn)入了if (singleton == null)判斷語句塊，還未來得及往下執(zhí)行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產(chǎn)生多個實(shí)例。所以在多線程環(huán)境下不可使用這種方式。

4、懶漢式(線程安全，同步方法)[不推薦用]

public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

解決上面第三種實(shí)現(xiàn)方式的線程不安全問題，做個線程同步就可以了，于是就對getInstance()方法進(jìn)行了線程同步。

缺點(diǎn)：效率太低了，每個線程在想獲得類的實(shí)例時候，執(zhí)行g(shù)etInstance()方法都要進(jìn)行同步。而其實(shí)這個方法只執(zhí)行一次實(shí)例化代碼就夠了，后面的想獲得該類實(shí)例，直接return就行了。方法進(jìn)行同步效率太低要改進(jìn)。

5、懶漢式(線程安全，同步代碼塊)[不可用]

public class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

由于第四種實(shí)現(xiàn)方式同步效率太低，所以摒棄同步方法，改為同步產(chǎn)生實(shí)例化的的代碼塊。但是這種同步并不能起到線程同步的作用。跟第3種實(shí)現(xiàn)方式遇到的情形一致，假如一個線程進(jìn)入了if (singleton == null)判斷語句塊，還未來得及往下執(zhí)行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產(chǎn)生多個實(shí)例。

6、雙重檢查[推薦用]

public class Singleton {

    private static volatile Singleton singleton;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

Double-Check概念對于多線程開發(fā)者來說不會陌生，如代碼中所示，我們進(jìn)行了兩次if (singleton == null)檢查，這樣就可以保證線程安全了。這樣，實(shí)例化代碼只用執(zhí)行一次，后面再次訪問時，判斷if (singleton == null)，直接return實(shí)例化對象。

優(yōu)點(diǎn)：線程安全；延遲加載；效率較高。

7、靜態(tài)內(nèi)部類[推薦用]

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

這種方式跟餓漢式方式采用的機(jī)制類似，但又有不同。兩者都是采用了類裝載的機(jī)制來保證初始化實(shí)例時只有一個線程。不同的地方在餓漢式方式是只要Singleton類被裝載就會實(shí)例化，沒有Lazy-Loading的作用，而靜態(tài)內(nèi)部類方式在Singleton類被裝載時并不會立即實(shí)例化，而是在需要實(shí)例化時，調(diào)用getInstance方法，才會裝載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實(shí)例化。

類的靜態(tài)屬性只會在第一次加載類的時候初始化，所以在這里，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進(jìn)行初始化時，別的線程是無法進(jìn)入的。

優(yōu)點(diǎn)：避免了線程不安全，延遲加載，效率高。

8、枚舉[推薦用]

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void whateverMethod() {

    }
}

借助JDK1.5中添加的枚舉來實(shí)現(xiàn)單例模式。不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對象。可能是因?yàn)槊杜e在JDK1.5中才添加，所以在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中，很少見人這么寫過。

優(yōu)點(diǎn)

系統(tǒng)內(nèi)存中該類只存在一個對象，節(jié)省了系統(tǒng)資源，對于一些需要頻繁創(chuàng)建銷毀的對象，使用單例模式可以提高系統(tǒng)性能。

缺點(diǎn)

當(dāng)想實(shí)例化一個單例類的時候，必須要記住使用相應(yīng)的獲取對象的方法，而不是使用new，可能會給其他開發(fā)人員造成困擾，特別是看不到源碼的時候。

適用場合

• 需要頻繁的進(jìn)行創(chuàng)建和銷毀的對象；
• 創(chuàng)建對象時耗時過多或耗費(fèi)資源過多，但又經(jīng)常用到的對象；
• 工具類對象；
• 頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對象。