一、特點(diǎn)

　　1、單例類(lèi)只能有一個(gè)實(shí)例。
　　2、單例類(lèi)必須自己創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例。
　　3、單例類(lèi)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(lèi)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。

二．分類(lèi)

(一)、懶漢式單例

//懶漢式單例類(lèi).在第一次調(diào)用的時(shí)候?qū)嵗约? public class Singleton {// 構(gòu)造方法私有化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(lèi)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(lèi)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

可以使用“雙重檢查加鎖”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，就可以既實(shí)現(xiàn)線程安全，又能夠使性能不受很大的影響。那么什么是“雙重檢查加鎖”機(jī)制呢？

所謂“雙重檢查加鎖”機(jī)制，指的是：并不是每次進(jìn)入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，進(jìn)入方法后，先檢查實(shí)例是否存在，如 果不存在才進(jìn)行下面的同步塊，這是第一重檢查，進(jìn)入同步塊過(guò)后，再次檢查實(shí)例是否存在，如果不存在，就在同步的情況下創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，這是第二重檢查。這樣 一來(lái)，就只需要同步一次了，從而減少了多次在同步情況下進(jìn)行判斷所浪費(fèi)的時(shí)間。

“雙重檢查加鎖”機(jī)制的實(shí)現(xiàn)會(huì)使用關(guān)鍵字volatile，它的意思是：被volatile修飾的變量的值，將不會(huì)被本地線程緩存，所有對(duì)該變量的讀寫(xiě)都是直接操作共享內(nèi)存，從而確保多個(gè)線程能正確的處理該變量。

注意：在java1.4及以前版本中，很多JVM對(duì)于volatile關(guān)鍵字的實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致“雙重檢查加鎖”的失敗，因此“雙重檢查加鎖”機(jī)制只只能用在java5及以上的版本。

public class Singleton {private volatile static Singleton instance = null;private Singleton(){}public static Singleton getInstance(){//先檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才進(jìn)入下面的同步塊if(instance == null){//同步塊，線程安全的創(chuàng)建實(shí)例synchronized (Singleton.class) {//再次檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才真正的創(chuàng)建實(shí)例if(instance == null){instance = new Singleton();}}}return instance;} }

這種實(shí)現(xiàn)方式既可以實(shí)現(xiàn)線程安全地創(chuàng)建實(shí)例，而又不會(huì)對(duì)性能造成太大的影響。它只是第一次創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候同步，以后就不需要同步了，從而加快了運(yùn)行速度。

(摘自網(wǎng)絡(luò))提示：由于volatile關(guān)鍵字可能會(huì)屏蔽掉虛擬機(jī)中一些必要的代碼優(yōu)化，所以運(yùn)行效率并不是很高。因此一般建議，沒(méi)有特別的需要，不要使用。也就是說(shuō)，雖然可以使用“雙重檢查加鎖”機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)線程安全的單例，但并不建議大量采用，可以根據(jù)情況來(lái)選用。

(三)、靜態(tài)(類(lèi)級(jí))內(nèi)部類(lèi)

public class Singleton {private Singleton(){}/*** 類(lèi)級(jí)的內(nèi)部類(lèi)，也就是靜態(tài)的成員式內(nèi)部類(lèi)，該內(nèi)部類(lèi)的實(shí)例與外部類(lèi)的實(shí)例* 沒(méi)有綁定關(guān)系，而且只有被調(diào)用到時(shí)才會(huì)裝載，從而實(shí)現(xiàn)了延遲加載。*/private static class SingletonHolder{/*** 靜態(tài)初始化器，由JVM來(lái)保證線程安全*/private static Singleton instance = new Singleton();}public static Singleton getInstance(){return SingletonHolder.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。　當(dāng)getInstance方法第一次被調(diào)用的時(shí)候，它第一次讀取 SingletonHolder.instance，導(dǎo)致SingletonHolder類(lèi)得到初始化；而這個(gè)類(lèi)在裝載并被初始化的時(shí)候，會(huì)初始化它的靜 態(tài)域，從而創(chuàng)建Singleton的實(shí)例，由于是靜態(tài)的域，因此只會(huì)在虛擬機(jī)裝載類(lèi)的時(shí)候初始化一次，并由虛擬機(jī)來(lái)保證它的線程安全性。

這個(gè)模式的優(yōu)勢(shì)在于，getInstance方法并沒(méi)有被同步，并且只是執(zhí)行一個(gè)域的訪問(wèn)，因此延遲初始化并沒(méi)有增加任何訪問(wèn)成本。

(四)、餓漢式單例

//餓漢式單例類(lèi).在類(lèi)初始化時(shí)，已經(jīng)自行實(shí)例化 public class EagerSingleton {private static EagerSingleton instance = new EagerSingleton();/*** 構(gòu)造方法私有化*/private EagerSingleton(){}/*** 靜態(tài)工廠方法*/public static EagerSingleton getInstance(){return instance;} }

餓漢式在類(lèi)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。

(五)、單例和枚舉

用枚舉來(lái)實(shí)現(xiàn)單例非常簡(jiǎn)單，只需要編寫(xiě)一個(gè)包含單個(gè)元素的枚舉類(lèi)型即可。

public enum Singleton {/*** 定義一個(gè)枚舉的元素，它就代表了Singleton的一個(gè)實(shí)例。*/uniqueInstance;/*** 單例可以有自己的操作*/public void singletonOperation(){//功能處理} }

相關(guān)測(cè)試代碼：

public enum SingletonEnum {INSTANCE01, INSTANCE02;// 定義枚舉的兩個(gè)類(lèi)型private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name){this.name = name;} }public class Test {public static void main(String[] args) {SingletonEnum instance01=SingletonEnum.INSTANCE01;instance01.setName("tanggao");System.out.println(instance01.getName());SingletonEnum instance02=SingletonEnum.INSTANCE01;System.out.println(instance02.getName());SingletonEnum instance03=SingletonEnum.INSTANCE02;instance03.setName("zsy");System.out.println(instance03.getName());SingletonEnum instance04=SingletonEnum.INSTANCE02;instance04.setName("zsy1");System.out.println(instance04.getName());System.out.println(instance03.hashCode()+"\t"+instance04.hashCode());System.out.println(instance03==instance04);} }

結(jié)果:

tanggao
tanggao
zsy
zsy1
3346521 3346521
true

使用枚舉來(lái)實(shí)現(xiàn)單實(shí)例控制會(huì)更加簡(jiǎn)潔，而且無(wú)償?shù)靥峁┝诵蛄谢瘷C(jī)制，并由JVM從根本上提供保障，絕對(duì)防止多次實(shí)例化，是更簡(jiǎn)潔、高效、安全的實(shí)現(xiàn)單例的方式。

三、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(lèi)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(xiě)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(lèi)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，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，一般傾向于使用這一種。

3、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(lèi)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。

出處：https://blog.csdn.net/tanggao1314/article/details/50565114

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java设计模式(一)：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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