介绍

  1. 所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。

比如：Hibernate的SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创建Session 对象。SessionFactory并不是轻量级的，一般情况下，一个项目通常只需要一个SessionFactory就够，这时就会使用到单例模式。

个人总结

保证某个类只能创建一个对象实例

1)饿汉式（静态常量）

  1. /*步骤如下：
  2. *    1)构造器私有化 (防止 new )
  3. *    2)类的内部创建对象
  4. *    3)向外暴露一个静态的公共方法。getInstance
  5. *    4)代码实现
  6. */
  8. public class SingletonTest01 {
  10.     public static void main(String[] args) {
  11.         //测试Singleton创建的对象是不是只能有唯一的一个
  12.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  13.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  14.         System.out.println(instance == instance2); // true
  15.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  16.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  17.     }
  19. }
  21. //饿汉式(静态变量)
  23. class Singleton {
  25.     //1. 构造器私有化, 防止外部new这个对象
  26.     private Singleton() {
  28.     }
  30.     //2.本类内部创建对象实例，静态变量在此类第一次加载时创建instance对象
  31.     private final static Singleton instance = new Singleton();
  33.     //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
  34.     public static Singleton getInstance() {
  35.         return instance;
  36.     }
  38. }

优缺点说明：

  1. 优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
  2. 缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始 至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费
  3. 这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance就没有达到lazy loading的效果
  4. 结论：这种单例模式可用，可能造成内存浪费

个人总结
此做法，只要当这个类加载就会创建实例对象，不管你之后是否使用，若不使用就会造成内存浪费，但是如果你可以保证这个对象一定能使用到，这个方法还是可以使用的。

2) 饿汉式（静态代码块）

  1. public class SingletonTest02 {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         //测试
  5.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  6.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  7.         System.out.println(instance == instance2); // true
  8.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  9.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  10.     }
  12. }
  14. //饿汉式(静态变量)
  16. class Singleton {
  18.     //1. 构造器私有化, 外部能new
  19.     private Singleton() {
  21.     }
  24.     //2.本类内部创建对象实例
  25.     private  static Singleton instance;
  27.     static { // 在静态代码块中，创建单例对象
  28.         instance = new Singleton();
  29.     }
  31.     //3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
  32.     public static Singleton getInstance() {
  33.         return instance;
  34.     }
  36. }

优缺点说明：

  1. 这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。
  2. 结论：这种单例模式可用，但是可能造成内存浪费

个人总结
此做法，只要当这个类加载就会创建实例对象，不管你之后是否使用，若不使用就会造成内存浪费，但是如果你可以保证这个对象一定能使用到，这个方法还是可以使用的。

3) 懒汉式(线程不安全)

  1. public class SingletonTest03 {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         System.out.println("懒汉式1 ， 线程不安全~");
  5.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  6.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  7.         System.out.println(instance == instance2); // true
  8.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  9.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  10.     }
  12. }
  14. class Singleton {
  15.     private static Singleton instance;
  17.     private Singleton() {}
  19.     //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
  20.     //即懒汉式
  21.     public static Singleton getInstance() {
  22.         if(instance == null) {
  23.             instance = new Singleton();
  24.         }
  25.         return instance;
  26.     }
  27. }

优缺点说明：

  1. 起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用。
  2. 如果在多线程下，一个线程进入了if (singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式
  3. 结论：在实际开发中，不要使用这种方式.

个人总结
此方法虽然可以做到在使用实例对象时才创建，但是只能在单线程中使用，在多线程情况下，可能会造成实例对象不只创建一个。

4) 懒汉式(线程安全，同步方法)

  1. public class SingletonTest04 {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         System.out.println("懒汉式2 ， 线程安全~");
  5.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  6.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  7.         System.out.println(instance == instance2); // true
  8.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  9.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  10.     }
  12. }
  14. // 懒汉式(线程安全，同步方法)
  15. class Singleton {
  16.     private static Singleton instance;
  18.     private Singleton() {}
  20.     //提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
  21.     //即懒汉式
  22.     public static synchronized Singleton getInstance() {
  23.         if(instance == null) {
  24.             instance = new Singleton();
  25.         }
  26.         return instance;
  27.     }
  28. }

优缺点说：

  1. 解决了线程不安全问题
  2. 效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例， 直接return就行了。方法进行同步效率太低
  3. 结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式

个人总结
此法保证了创建实例对象时的线程安全问题，但是因为是在方法上加锁，如果同一时间有多个线程访问这个方法，就会造成其他线程都等待，效率较低，不推荐使用

5) 懒汉式(线程安全，同步代码块)

  1. //注意这种方法线程不安全，不能使用
  2. public class SingletonTest04 {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         System.out.println("懒汉式3 ， 同步代码块~");
  6.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  7.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  8.         System.out.println(instance == instance2); // true
  9.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  10.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  11.     }
  13. }
  15. // 懒汉式(线程不安全，同步代码块)
  16. class Singleton {
  17.     private static Singleton instance;
  19.     private Singleton() {}
  21.     //提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
  22.     //即懒汉式
  23.     public static Singleton getInstance() {
  24.         if(instance == null) {
  25.             synchronized(Singleton.class){
  26.                 instance = new Singleton();
  27.             }
  28.         }
  30.         return instance;
  31.     }
  32. }

优缺点说明：

  1. 这种方式，本意是想对第四种实现方式的改进，因为前面同步方法效率太低，改为同步产生实例化的的代码块
  2. 但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一 致，假如一个线程进入了if(singleton == null)判断语句块，还未来得及往下执行， 另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例
  3. 结论：在实际开发中，不能使用这种方式

个人总结
此法线程不安全，不能使用

6) 双重检查

  1. public class SingletonTest06 {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         System.out.println("双重检查");
  5.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  6.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  7.         System.out.println(instance == instance2); // true
  8.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  9.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  11.     }
  13. }
  15. // 懒汉式(线程安全，同步方法)
  16. class Singleton {
  17.     //volatile防止指令重排
  18.     private static volatile Singleton instance;
  20.     private Singleton() {}
  22.     //提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题, 同时解决懒加载问题
  23.     //同时保证了效率, 推荐使用
  25.     public static Singleton getInstance() {
  26.         if(instance == null) {
  27.             synchronized (Singleton.class) {
  28.                 if(instance == null) {
  29.                     instance = new Singleton();
  30.                 }
  31.             }
  33.         }
  34.         return instance;
  35.     }
  36. }

优缺点说明：

  1. Double-Check概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次if (singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
  2. 这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if (singleton == null)，直接return实例化对象，也避免的反复进行方法同步.
  3. 线程安全；延迟加载；效率较高
  4. 结论：在实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

个人总结
此法即解决了线程安全问题，又解决了在方法上加锁造成的效率过低，推荐使用

7) 静态内部类

  1. //类Singleton加载的时候并不会立即加载类SingletonInstance，只有当SingletonInstance方法   调用时，静态内部内SingletonInstance才会被加载，而jvm类加载时线程安全的
  3. public class SingletonTest07 {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         System.out.println("使用静态内部类完成单例模式");
  7.         Singleton instance = Singleton.getInstance();
  8.         Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
  9.         System.out.println(instance == instance2); // true
  10.         System.out.println("instance.hashCode=" + instance.hashCode());
  11.         System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
  13.     }
  15. }
  17. // 静态内部类完成， 推荐使用
  18. class Singleton {
  20.     //构造器私有化
  21.     private Singleton() {}
  23.     //写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
  24.     private static class SingletonInstance {
  25.         private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
  26.     }
  28.     //提供一个静态的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
  30.     public static Singleton getInstance() {
  32.         return SingletonInstance.INSTANCE;
  33.     }
  34. }

优缺点说明：

  1. 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
  2. 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。
  3. 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
  4. 优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
  5. 结论：推荐使用.

个人总结
此法中，静态内部类在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化，实现懒加载；另外类加载时线程安全的，所以也保证了在多线程情况下Singleton实例化对象不会多次创建；
推荐使用

8) 枚举

  1. public class SingletonTest08 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
  4.         Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
  5.         System.out.println(instance == instance2);
  7.         System.out.println(instance.hashCode());
  8.         System.out.println(instance2.hashCode());
  10.         instance.sayOK();
  11.     }
  12. }
  14. //使用枚举，可以实现单例, 推荐
  15. enum Singleton {
  16.     INSTANCE; //属性
  17.     public void sayOK() {
  18.         System.out.println("ok~");
  19.     }
  20. }

优缺点说明：

  1. 这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
  2. 这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式
  3. 结论：推荐使用

个人总结
推荐使用

单例模式注意事项和细节说明

  1. 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
  2. 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new
  3. 单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂等)