一、什么是单例模式

单例模式是一种罕用的软件设计模式，其定义是单例对象的类只能容许一个实例存在。该类负责创立本人的对象，同时确保只有一个对象被创立。个别罕用在工具类的实现或创建对象须要耗费资源的业务场景。

单例模式的特点：

1.类结构器公有

2.持有本人类的援用

3.对外提供获取实例的静态方法

咱们先用一个简略示例理解一下单例模式的用法。

public class SimpleSingleton {

打印后果：

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咱们看到两次获取SimpleSingleton实例的hashCode是一样的，阐明两次调用获取到的是同一个对象。

可能很多敌人平时工作当中都是这么用的，然而我要说的是这段代码其实是有问题的。

private static final SimpleSingleton INSTANCE = new SimpleSingleton();

一开始就实例化对象了，如果实例化过程十分耗时，并且最初这个对象没有被应用，不是白白造成资源节约吗？

这个时候你兴许会想到，如果在真正应用的时候再实例化不就能够了？这就是我接下来要介绍的 懒汉模式。

二、饿汉模式与懒汉模式

什么是饿汉模式？

实例在初始化的时候就曾经建好了，不论你有没有用到，都先建好了再说。益处是没有线程平安的问题，害处是节约内存空间。代码如下：

public class SimpleSingleton {

什么是懒汉模式？

顾名思义就是实例在用到的时候才去创立，“比拟懒”，用的时候才去查看有没有实例，如果有则返回，没有则新建。代码如下：

public class SimpleSingleton2 {

示例中的INSTANCE对象一开始是空的，在调用getInstance办法才会真正实例化。

如果代码可能有些敌人在应用，然而还是有问题。

有什么问题呢？

如果有多个线程中都调用了getInstance办法，那么都走到 if (INSTANCE == null) 判断时，可能同时成立，因为INSTANCE初始化时默认值是null。这样会导致多个线程中同时创立INSTANCE对象，即INSTANCE对象被创立了屡次，违反了一个INSTANCE对象的初衷。

要如何改良呢？

最简略的方法就是应用synchronized关键字，改良后的代码如下：

public class SimpleSingleton3 {

这样总能够了吧？

不好意思，还是有问题。

有什么问题？

应用synchronized关键字会耗费性能，咱们应该判断INSTANCE为空时才加锁，而不为空不应该加锁，须要间接返回。这就须要应用双重查看锁。

饿汉模式 和 懒汉模式 各有什么优缺点？

饿汉模式：益处是没有线程平安的问题，害处是节约内存空间。

懒汉模式：益处是没有内存空间节约的问题，然而管制不好理论不是单例。

三、双重查看锁

双重查看锁顾名思义会查看两次，在加锁之前查看一次是否为空，加锁之后再查看一次是否为空。代码如下：

public class SimpleSingleton4 {

在加锁之前判断是否为空，能够确保INSTANCE不为空的状况下，不必加锁，能够间接返回。

为什么在加锁之后，还须要判断INSTANCE是否为空呢？

其实，是为了避免在多线程并发的状况下，比方：线程a 和 线程b同时调用

getInstance，同时判断INSTANCE为空，则同时进行抢锁。如果线程a先抢到锁，开始执行synchronized关键字蕴含的代码，此时线程b处于期待状态。线程a创立完新实例了，开释锁了，此时线程b拿到锁，进入synchronized关键字蕴含的代码，如果没有再判断一次INSTANCE是否为空，则可能会反复创立实例。

不要认为这样就完了，还有问题呢？

有啥问题？

    public static SimpleSingleton4 getInstance() {

getInstance办法的这段代码，我是按1、2、3、4、5这种程序写的，心愿也按这个程序执行。然而java虚拟机实际上会有一些优化，对一些代码指令进行重排。重排之后的程序可能就变成了：1、3、2、4、5，这样在多线程的状况下同样会创立屡次实例。重排之后的代码可能如下：

 public static SimpleSingleton4 getInstance() {

原来如此，那有什么方法能够解决呢？

能够在定义INSTANCE是加上volatile关键字，代码如下：

public class SimpleSingleton7 {

volatile 关键字能够保障多个线程的可见性，然而不能保障原子性。同时它也能禁止指令重排。

双重查看锁的机制既保证了线程平安，又比间接上锁进步了执行效率，还节俭了内存空间。

除了下面的单例模式之外，还有没有其余的单例模式？

四、动态外部类

动态外部类顾名思义是通过动态的外部类来实现单例模式的。

public class SimpleSingleton5 {

咱们看到在SimpleSingleton5类中定义了一个动态的外部类Inner，SimpleSingleton5类的getInstance办法返回的是外部类Inner的实例INSTANCE。

只有第一次调用getInstance办法时，虚拟机才加载 Inner 并初始化INSTANCE ，只有一个线程能够取得对象的初始化锁，其余线程无奈进行初始化，保障对象的唯一性。

五、枚举

枚举是人造的单例，每一个实例只有一个对象，这是java底层外部机制保障的。

public enum  SimpleSingleton6 {

然而理论状况下，枚举的单例用的并不多，因为它不好了解。

六、总结

本文次要介绍了：

饿汉模式、懒汉模式、双重查看锁、动态外部类 和 枚举 这5种单例模式，各有优缺点，动态外部类是所有单例模式中最举荐的模式。

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