一、單例模式概述

單例模式定義很簡單：一個(gè)類中能創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，所以稱之為單例。
那我們?yōu)槭裁匆褂脝卫Ｊ侥兀?/p>

• 那既然一個(gè)類中只能創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，那么可以說這是跟類的狀態(tài)與對(duì)象無關(guān)的了。
• 頻繁創(chuàng)建對(duì)象、管理對(duì)象是一件耗費(fèi)資源的事，我們只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)對(duì)象來用就足夠了。

如果你學(xué)過J2EE，你可能知道：

• Servlet是單例
• Struts2是多例
• SpringMVC是單例的

Struts2為啥設(shè)計(jì)成多例呢？

• 這主要是由于設(shè)計(jì)層面上的問題，Struts2是基于Filter攔截類的，ognl引擎對(duì)變量是注入的，所以它要設(shè)計(jì)成多例

二、單例模式示例

編寫單例模式的代碼其實(shí)很簡單，分為三步：

• 將構(gòu)造函數(shù)私有化
• 在類的內(nèi)部創(chuàng)建示例
• 提供獲取唯一實(shí)例的方法

2.1 餓漢式

根據(jù)上面的步驟，我們就可以創(chuàng)建單例模式了。

public class Java2y {

    // 1.將構(gòu)造函數(shù)私有化，不可以通過new的方式來創(chuàng)建對(duì)象
    private Java2y(){}
    
    // 2.在類的內(nèi)部創(chuàng)建實(shí)例
    private static Java2y y = new Java2y();
    
    // 3.提供獲取唯一實(shí)例的方法
    public static Java2y getInstance(){
        return y;
    }
}

這種代碼我們稱之為“餓漢式”：

• 一上來就創(chuàng)建了對(duì)象，如果該實(shí)例從始至終都沒被使用過，則會(huì)造成內(nèi)存浪費(fèi)。

2.2 簡單餓漢式

既然一上來就創(chuàng)建對(duì)象會(huì)造成內(nèi)存浪費(fèi)，那我們設(shè)計(jì)成用到的時(shí)候再創(chuàng)建對(duì)象

public class Java2y {

    // 1.將構(gòu)造函數(shù)私有化，不可以通過new的方式來創(chuàng)建對(duì)象
    private Java2y(){}
    
    // 2.1先不創(chuàng)建對(duì)象，等用到的時(shí)候再創(chuàng)建
    private static Java2y y = null;
    
    // 2.2調(diào)用這個(gè)方法，創(chuàng)建對(duì)象
    public static Java2y getInstance(){
        // 3.如果對(duì)象為null，就創(chuàng)建并返回
        if(y == null){
            y = new Java2y();
        }
        return y;
    }
}

上面的代碼不行嗎？在單線程環(huán)境下是可行的，如果在多線程環(huán)境下就有問題了，解決方法也很簡單，加鎖就行。

public class Java2y {

    // 1.將構(gòu)造函數(shù)私有化，不可以通過new的方式來創(chuàng)建對(duì)象
    private Java2y(){}
    
    // 2.1先不創(chuàng)建對(duì)象，等用到的時(shí)候再創(chuàng)建
    private static Java2y y = null;
    
    // 2.2調(diào)用這個(gè)方法，創(chuàng)建對(duì)象
    public static synchronized Java2y getInstance(){
        // 3.如果對(duì)象為null，就創(chuàng)建并返回
        if(y == null){
            y = new Java2y();
        }
        return y;
    }
}

2.3 雙重檢測機(jī)制（DCL）懶漢式

上面那種直接在方法上加鎖的方式其實(shí)不夠好，因?yàn)樵诜椒ㄉ霞恿藘?nèi)置鎖，在多線程環(huán)境下性能會(huì)比較低，所以我們可以將鎖的范圍縮小。

public class Java2y {
    
    private Java2y(){}
    
    private static Java2y y = null;
    
    private static Java2y getInstance(){
        if(y == null){
            // 將鎖的范圍縮小，提高性能 
            synchronized(Java2y.class){
                y = new Java2y();
            }
        }
        return y;
    }
}

這樣寫以后可行了嗎？不行，因?yàn)殡m然加了鎖，但還是有可能創(chuàng)建出兩個(gè)對(duì)象出來：

• 線程1和線程2同時(shí)調(diào)用getInstance()方法，它們同時(shí)判斷y==null，因?yàn)榻Y(jié)果都為null，所以進(jìn)入了if代碼塊。
• 此時(shí)線程1得到CPU的控制權(quán)-->進(jìn)入同步代碼塊-->創(chuàng)建對(duì)象-->返回對(duì)象
• 線程1完成后，線程2得到了CPU控制權(quán)，一樣是進(jìn)入同步代碼塊-->創(chuàng)建對(duì)象-->返回對(duì)象
• 然后很明顯，最終返回了不止一個(gè)對(duì)象

然后有人又想到了：進(jìn)入同步代碼塊時(shí)再判斷一下對(duì)象是否存在就行了吧，于是有了下面的代碼：

public class Java2y {
    
    private Java2y(){}
    
    private static Java2y y = null;
    
    private static Java2y getInstance(){
        if(y == null){
            // 將鎖的范圍縮小，提高性能 
            synchronized(Java2y.class){
                if(y == null){
                    y = new Java2y();
                }
            }
        }
        return y;
    }
}

然后這種方式又出現(xiàn)了重排序的問題?。?！怎么解決呢？加上volatile關(guān)鍵字吧，volatile有內(nèi)存屏障的功能！

所以說完整的DCL代碼是這樣子的：

public class Java2y {
    
    private Java2y(){}
    
    private static volatile Java2y y = null;
    
    private static Java2y getInstance(){
        // 這個(gè)判空是為了提高性能
        if(y == null){
            // 將鎖的范圍縮小，提高性能 
            synchronized(Java2y.class){
                if(y == null){
                    y = new Java2y();
                }
            }
        }
        return y;
    }
}

2.4 靜態(tài)內(nèi)部類懶漢式

它的原理是這樣的：

• 當(dāng)任何一個(gè)線程第一次調(diào)用getInstance()時(shí)，都會(huì)使SingletonHolder被加載和被初始化，此時(shí)靜態(tài)初始化器將執(zhí)行Singleton的初始化操作。（被調(diào)用時(shí)才進(jìn)行初始化?。?/li>
• 初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，Java提供了的線程安全性保證。（所以不需要任何的同步）

public class Java2y {
    
    private Java2y (){}
    
    // 使用私有靜態(tài)內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)懶加載
    private static class LazyHolder {
        private static final Java2y INSTANCE = new Java2y();
    }
    
    public static Java2y getInstance(){
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }
}

這種方式非常推薦使用！??！

2.5 枚舉方式

public enum Java2y {
    JAVA_2_y,
}

這種實(shí)現(xiàn)：

• 簡單
• 防止多次實(shí)例化，即使是在復(fù)雜序列化或者反射攻擊時(shí)也很安全