设计模式学习笔记（6）——单例模式

1. 定义

确保类中只有一个实例，由自己创建，并且提供一个全局访问点

2. 使用

（1）即时实现（饿汉式）——空间换时间

私有构造器
私有静态变量：初始化为具体对象，记录唯一实例
公共静态构造方法
- 返回唯一实例

package SingletonPattern;

/**
 * 即时单例
 */
public class ImmediatelySingletion {

    //一开始就创建
    private static ImmediatelySingletion singletion = new ImmediatelySingletion();

    private ImmediatelySingletion(){}

    public static ImmediatelySingletion getInstance(){
        return singletion;
    }
}

（2）延时实现（懒汉式）——时间换空间

私有构造器
私有静态变量：初始化为空值，记录唯一实例
公共静态构造方法：检查是否存在实例
- 创建唯一实例
- 返回唯一实例

package SingletonPattern;

/**
 * 延时实现
 */
public class DelayedSingleton {

    //暂未初始化
    private static DelayedSingleton singleton;

    private DelayedSingleton(){}

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

}

（3）枚举

单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。用枚举来实现单例非常简单，只需要编写一个包含单个元素的枚举类型即可。

package SingletonPattern;

/**
 * 枚举类
 */
public enum  EnumSingleton {

    //枚举单元素
    singleton;

    public void operation(){
        System.out.println("枚举类的业务逻辑");
    }
}

3. 多线程

（1）即时实现

（2）延迟实现

使用synchorized修饰公共静态构造方法

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

特点：效率低，在每次创建实例的时候都会同步

（3）双重检查加锁

使用volatile修饰私有静态变量
公共静态构造方法
- 第一重检查：检查是否存在实例
- 第二重检查：进入同步块过后，再次检查实例是否存在
  - 创建唯一实例
- 返回唯一实例

package SingletonPattern;

/**
 * 双重加锁检查
 */
public class DuplicationCheck {

    //不会被本地线程缓存
    private static volatile DuplicationCheck singleton;

    private DuplicationCheck(){}

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

}

特点：volatile关键字可能会屏蔽掉虚拟机中一些必要的代码优化，效率较低

（4） Lazy initialization holder class模式

类级内部类：由static修饰的成员式内部类
多线程缺省同步锁：由静态初始化器（在静态字段上或static{}块中的初始化器）初始化数据时会自动同步

package SingletonPattern;

/**
 * 通过静态内部类创建对象
 */
public class StaticInnerClass {

    private StaticInnerClass(){}

    /**
     * 被调用时才会加载，由JVM保护线程安全
     */
    private static class holderClass{
        private static StaticInnerClass singleton = new StaticInnerClass();
    }

    public static StaticInnerClass getInstance(){
        return holderClass.singleton;
    }
}