概念：
　　java中單例模式是一種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)模式，單例模式的寫法有好幾種，這里主要介紹三種：懶漢式單例、餓漢式單例、登記式單例。
　　單例模式有以下特點(diǎn)：
　　1、單例類只能有一個(gè)實(shí)例。
　　2、單例類必須自己創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例。
　　3、單例類必須給所有其他對(duì)象提供這一實(shí)例。
　　單例模式確保某個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。
　　在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，線程池、緩存、日志對(duì)象、對(duì)話框、打印機(jī)、顯卡的驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο蟪１辉O(shè)計(jì)成單例。這些應(yīng)用都或多或少具有資源管理器的功能。每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有若干個(gè)打印機(jī)，但只能有一個(gè)Printer Spooler，以避免兩個(gè)打印作業(yè)同時(shí)輸出到打印機(jī)中。每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有若干通信端口，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)集中管理這些通信端口，以避免一個(gè)通信端口同時(shí)被兩個(gè)請(qǐng)求同時(shí)調(diào)用。總之，選擇單例模式就是為了避免不一致?tīng)顟B(tài)，避免政出多頭。

一、懶漢式單例

//懶漢式單例類.在第一次調(diào)用的時(shí)候?qū)嵗约? public class Singleton { private Singleton() {} private static Singleton single=null; //靜態(tài)工廠方法 public static Singleton getInstance() { if (single == null) { single = new Singleton(); } return single; } }

Singleton通過(guò)將構(gòu)造方法限定為private避免了類在外部被實(shí)例化，在同一個(gè)虛擬機(jī)范圍內(nèi)，Singleton的唯一實(shí)例只能通過(guò)getInstance()方法訪問(wèn)。
（事實(shí)上，通過(guò)Java反射機(jī)制是能夠?qū)嵗瘶?gòu)造方法為private的類的，那基本上會(huì)使所有的Java單例實(shí)現(xiàn)失效。此問(wèn)題在此處不做討論，姑且掩耳盜鈴地認(rèn)為反射機(jī)制不存在。）

但是以上懶漢式單例的實(shí)現(xiàn)沒(méi)有考慮線程安全問(wèn)題，它是線程不安全的，并發(fā)環(huán)境下很可能出現(xiàn)多個(gè)Singleton實(shí)例，要實(shí)現(xiàn)線程安全，有以下三種方式，都是對(duì)getInstance這個(gè)方法改造，保證了懶漢式單例的線程安全，如果你第一次接觸單例模式，對(duì)線程安全不是很了解，可以先跳過(guò)下面這三小條，去看餓漢式單例，等看完后面再回頭考慮線程安全的問(wèn)題：

1、在getInstance方法上加同步

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

2、雙重檢查鎖定

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

3、靜態(tài)內(nèi)部類

public class Singleton { private static class LazyHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } private Singleton (){} public static final Singleton getInstance() { return LazyHolder.INSTANCE; } }

這種比上面1、2都好一些，既實(shí)現(xiàn)了線程安全，又避免了同步帶來(lái)的性能影響。

二、餓漢式單例

//餓漢式單例類.在類初始化時(shí)，已經(jīng)自行實(shí)例化 public class Singleton1 { private Singleton1() {} private static final Singleton1 single = new Singleton1(); //靜態(tài)工廠方法 public static Singleton1 getInstance() { return single; } }

餓漢式在類創(chuàng)建的同時(shí)就已經(jīng)創(chuàng)建好一個(gè)靜態(tài)的對(duì)象供系統(tǒng)使用，以后不再改變，所以天生是線程安全的。

三、登記式單例(可忽略)

//類似Spring里面的方法，將類名注冊(cè)，下次從里面直接獲取。 public class Singleton3 { private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>(); static{ Singleton3 single = new Singleton3(); map.put(single.getClass().getName(), single); } //保護(hù)的默認(rèn)構(gòu)造子 protected Singleton3(){} //靜態(tài)工廠方法,返還此類惟一的實(shí)例 public static Singleton3 getInstance(String name) { if(name == null) { name = Singleton3.class.getName(); System.out.println("name == null"+"--->name="+name); } if(map.get(name) == null) { try { map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance()); } catch (InstantiationException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } } return map.get(name); } //一個(gè)示意性的商業(yè)方法 public String about() { return "Hello, I am RegSingleton."; } public static void main(String[] args) { Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null); System.out.println(single3.about()); } }

登記式單例實(shí)際上維護(hù)了一組單例類的實(shí)例，將這些實(shí)例存放在一個(gè)Map（登記薄）中，對(duì)于已經(jīng)登記過(guò)的實(shí)例，則從Map直接返回，對(duì)于沒(méi)有登記的，則先登記，然后返回。

這里我對(duì)登記式單例標(biāo)記了可忽略，我的理解來(lái)說(shuō)，首先它用的比較少，另外其實(shí)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)還是用的餓漢式單例，因?yàn)槠渲械膕tatic方法塊，它的單例在類被裝載的時(shí)候就被實(shí)例化了。

餓漢式和懶漢式區(qū)別

從名字上來(lái)說(shuō)，餓漢和懶漢，

餓漢就是類一旦加載，就把單例初始化完成，保證getInstance的時(shí)候，單例是已經(jīng)存在的了，
而懶漢比較懶，只有當(dāng)調(diào)用getInstance的時(shí)候，才回去初始化這個(gè)單例。

另外從以下兩點(diǎn)再區(qū)分以下這兩種方式：

1、線程安全：

餓漢式天生就是線程安全的，可以直接用于多線程而不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，

懶漢式本身是非線程安全的，為了實(shí)現(xiàn)線程安全有幾種寫法，分別是上面的1、2、3，這三種實(shí)現(xiàn)在資源加載和性能方面有些區(qū)別。

2、資源加載和性能：

餓漢式在類創(chuàng)建的同時(shí)就實(shí)例化一個(gè)靜態(tài)對(duì)象出來(lái)，不管之后會(huì)不會(huì)使用這個(gè)單例，都會(huì)占據(jù)一定的內(nèi)存，但是相應(yīng)的，在第一次調(diào)用時(shí)速度也會(huì)更快，因?yàn)槠滟Y源已經(jīng)初始化完成，

而懶漢式顧名思義，會(huì)延遲加載，在第一次使用該單例的時(shí)候才會(huì)實(shí)例化對(duì)象出來(lái)，第一次調(diào)用時(shí)要做初始化，如果要做的工作比較多，性能上會(huì)有些延遲，之后就和餓漢式一樣了。

至于1、2、3這三種實(shí)現(xiàn)又有些區(qū)別，

第1種，在方法調(diào)用上加了同步，雖然線程安全了，但是每次都要同步，會(huì)影響性能，畢竟99%的情況下是不需要同步的，

第2種，在getInstance中做了兩次null檢查，確保了只有第一次調(diào)用單例的時(shí)候才會(huì)做同步，這樣也是線程安全的，同時(shí)避免了每次都同步的性能損耗

第3種，利用了classloader的機(jī)制來(lái)保證初始化instance時(shí)只有一個(gè)線程，所以也是線程安全的，同時(shí)沒(méi)有性能損耗，所以一般我傾向于使用這一種。

什么是線程安全？

如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行，而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的，就是線程安全的。

或者說(shuō)：一個(gè)類或者程序所提供的接口對(duì)于線程來(lái)說(shuō)是原子操作，或者多個(gè)線程之間的切換不會(huì)導(dǎo)致該接口的執(zhí)行結(jié)果存在二義性,也就是說(shuō)我們不用考慮同步的問(wèn)題，那就是線程安全的。

應(yīng)用

以下是一個(gè)單例類使用的例子，以懶漢式為例，這里為了保證線程安全，使用了雙重檢查鎖定的方式：

public class TestSingleton { String name = null; private TestSingleton() { } private static volatile TestSingleton instance = null; public static TestSingleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (TestSingleton.class) { if (instance == null) { instance = new TestSingleton(); } } } return instance; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public void printInfo() { System.out.println("the name is " + name); } }

可以看到里面加了volatile關(guān)鍵字來(lái)聲明單例對(duì)象，既然synchronized已經(jīng)起到了多線程下原子性、有序性、可見(jiàn)性的作用，為什么還要加volatile呢，原因已經(jīng)在下面評(píng)論中提到，

還有疑問(wèn)可參考http://www.iteye.com/topic/652440
和http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html

public class TMain { public static void main(String[] args){ TestStream ts1 = TestSingleton.getInstance(); ts1.setName("jason"); TestStream ts2 = TestSingleton.getInstance(); ts2.setName("0539"); ts1.printInfo(); ts2.printInfo(); if(ts1 == ts2){ System.out.println("創(chuàng)建的是同一個(gè)實(shí)例"); }else{ System.out.println("創(chuàng)建的不是同一個(gè)實(shí)例"); } } }

運(yùn)行結(jié)果：

結(jié)論：由結(jié)果可以得知單例模式為一個(gè)面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序提供了對(duì)象惟一的訪問(wèn)點(diǎn)，不管它實(shí)現(xiàn)何種功能，整個(gè)應(yīng)用程序都會(huì)同享一個(gè)實(shí)例對(duì)象。

對(duì)于單例模式的幾種實(shí)現(xiàn)方式，知道餓漢式和懶漢式的區(qū)別，線程安全，資源加載的時(shí)機(jī)，還有懶漢式為了實(shí)現(xiàn)線程安全的3種方式的細(xì)微差別。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于單例模式在內(nèi)存中只有一個(gè)實(shí)例，減少了內(nèi)存開(kāi)支，特別是一個(gè)對(duì)象需要頻繁地創(chuàng)建、銷毀時(shí)，而且創(chuàng)建或銷毀時(shí)性能又無(wú)法優(yōu)化，單例模式的優(yōu)勢(shì)就非常明顯。
（2）由于單例模式只生成一個(gè)實(shí)例，所以減少了系統(tǒng)的性能開(kāi)銷，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的產(chǎn)生需要比較多的資源時(shí)，比如讀取配置、產(chǎn)生其他依賴對(duì)象時(shí)，則可以通過(guò)在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)直接產(chǎn)生一個(gè)單例對(duì)象，然后用永久駐留內(nèi)存的方式來(lái)解決。
（3）單例模式可以避免對(duì)資源的多重占用，例如一個(gè)寫文件操作，由于只有一個(gè)實(shí)例存在內(nèi)存中，避免對(duì)同一個(gè)資源文件的同時(shí)寫操作。
（4）單例模式可以在系統(tǒng)設(shè)置全局的訪問(wèn)點(diǎn)，優(yōu)化和共享資源訪問(wèn)，例如，可以設(shè)計(jì)一個(gè)單例類，負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)表的映射處理。

缺點(diǎn)：

（1）單例模式一般沒(méi)有接口，擴(kuò)展很困難，若要擴(kuò)展，除了修改代碼基本上沒(méi)有第二種途徑可以實(shí)現(xiàn)。
（2）單例對(duì)象如果持有Context，那么很容易引發(fā)內(nèi)存泄露，此時(shí)需要注意傳給單例對(duì)象的Context最好是Application Context。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何创建一个完美的单例模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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