1.1 单例模式介绍
所谓类的单例设计模式，就是采取肯定的办法保障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获得其对象实例的办法(静态方法)。
比方 Hibernate 的 SessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创立 Session 对象。SessionFactory 并不是轻量级的，个别状况下，一个我的项目通常只须要一个 SessionFactory 就够，这是就会应用到单例模式。
单例模式八种形式
- 饿汉式 ( 动态常量 )
- 饿汉式（动态代码块）
- 懒汉式(线程不平安)
- 懒汉式(线程平安，同步办法)
- 懒汉式(线程平安，同步代码块)
- 双重查看
- 动态外部类
- 枚举
1.2 饿汉式（动态常量）
利用实例
步骤如下：
- 结构器私有化 (避免 new)
- 类的外部创建对象
- 向外裸露一个动态的公共办法
getInstance 代码实现
public class SingletonDemo01 { public static void main(String[] args) { Singleton01 instance01 = Singleton01.getInstance(); Singleton01 instance02 = Singleton01.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 饿汉式--动态常量 */class Singleton01 { // 1.构造方法私有化，内部不能 new private Singleton01() { } // 2.定义动态变量 public final static Singleton01 instance = new Singleton01(); // 3.向外裸露一个静态方法 public static Singleton01 getInstance() { return instance; }}
优缺点阐明
- 长处：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就实现实例化，防止了线程同步问题。
- 毛病：在类装载的时候就实现实例化，没有达到 LazyLoading 的成果。如果从始至终从未应用过这个实例，则会造成内存的节约。
- 这种形式基于 classloder 机制防止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 办法，然而导致类装载的起因有很多种，因而不能确定有其余的形式（或者其余的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 就没有达到 lazyloading 的成果。
- 论断：这种单例模式可用，可能造成内存节约。
1.3 饿汉式（动态代码块）
利用实例
public class SingletonDemo02 { public static void main(String[] args) { Singleton02 instance01 = Singleton02.getInstance(); Singleton02 instance02 = Singleton02.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 饿汉式--动态代码块 */class Singleton02 { // 1.构造方法私有化，内部不能 new private Singleton02() { } // 2.定义动态变量 public static Singleton02 instance; // 3.动态代码块 static { instance = new Singleton02(); } // 4.向外裸露一个静态方法 public static Singleton02 getInstance() { return instance; }}优缺点阐明
- 这种形式和下面的形式其实相似，只不过将类实例化的过程放在了动态代码块中，也是在类装载的时候，就执行动态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和下面是一样的。
- 论断：这种单例模式可用，然而可能造成内存节约。
1.4 懒汉式(线程不平安)
利用实例
public class SingletonDemo03 { public static void main(String[] args) { Singleton03 instance01 = Singleton03.getInstance(); Singleton03 instance02 = Singleton03.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 懒汉式--线程不平安 */class Singleton03 { // 1.构造方法私有化，内部不能 new private Singleton03() { } // 2.创立动态常量 private static Singleton03 instance; // 3.创立静态方法，供内部调用，当须要实例时，才去创立 instance public static Singleton03 getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton03(); } return instance; }}优缺点阐明
- 起到了 LazyLoading 的成果，然而只能在单线程下应用。
- 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，造成线程不平安，所以在多线程环境下不可应用这种形式。 - 论断：在理论开发中，不要应用这种形式.
1.5 懒汉式(线程平安，同步办法)
利用实例
public class SingletonDemo04 { public static void main(String[] args) { Singleton04 instance01 = Singleton04.getInstance(); Singleton04 instance02 = Singleton04.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 懒汉式--线程平安 */class Singleton04{ // 1.构造方法私有化，内部不能 new private Singleton04() { } // 2.创立动态常量 private static Singleton04 instance; // 3.创立静态方法，供内部调用，当须要实例时，才去创立 instance // 4.退出 synchronized 关键字，解决线程不齐全问题 public static synchronized Singleton04 getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton04(); } return instance; }}优缺点阐明
- 解决了线程平安问题。
- 效率太低了，每个线程在想取得类的实例时候，执行
getInstance()办法都要进行同步。而其实这个办法只执行一次实例化代码就够了，前面的想取得该类实例，间接return就行了。办法进行同步效率太低。 - 论断：在理论开发中，不举荐应用这种形式。
1.6 懒汉式(线程平安，同步代码块)
利用实例
public class SingletonDemo05 { public static void main(String[] args) { Singleton05 instance01 = Singleton05.getInstance(); Singleton05 instance02 = Singleton05.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 懒汉式--线程平安--同步代码块 */class Singleton05{ // 1.构造方法私有化，内部不能 new private Singleton05() { } // 2.创立动态常量 private static Singleton05 instance; // 3.创立静态方法，供内部调用，当须要实例时，才去创立 instance // 4.应用同步代码块 public static Singleton05 getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton05.class) { instance = new Singleton05(); } } return instance; }}优缺点阐明
- 论断：在理论开发中，不能应用这种形式。
1.7 双重查看
利用实例
public class SingletonDemo06 { public static void main(String[] args) { Singleton06 instance01 = Singleton06.getInstance(); Singleton06 instance02 = Singleton06.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 双重查看 */class Singleton06 { // 1.构造方法私有化，内部不能间接 new private Singleton06 () { } // 2.创立动态常量 private static Singleton06 instance; // 3.提供静态方法，供内部调用 // 4.应用双重查看，即实现了懒加载的成果，又保障了线程平安，举荐应用 public static Singleton06 getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton06.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton06(); } return instance; } } return instance; }}优缺点阐明
- Double-Check 概念是多线程开发中常应用到的，如代码中所示，咱们进行了两次
if(singleton==null)查看，这样就能够保障线程平安了。 - 这样，实例化代码只用执行一次，前面再次拜访时，判断
if(singleton==null)，间接return实例化对象，也防止的重复进行办法同步。 - 线程平安、提早加载、效率较高。
- 论断：在理论开发中，举荐应用这种单例设计模式。
1.8 动态外部类
利用实例
public class SingletonDemo07 { public static void main(String[] args) { Singleton07 instance01 = Singleton07.getInstance(); Singleton07 instance02 = Singleton07.getInstance(); System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 应用动态外部类的形式实现单例模式 */class Singleton07 { // 1.构造方法私有化，内部不能间接 new private Singleton07() { } // 2.创立一个动态外部类 private static class Singleton07Instance { private static final Singleton07 INSTANCE = new Singleton07(); } // 3.创立一个静态方法，供内部调用 // 4.JVM 在加载类的时候不会加载动态外部类，在应用到动态外部类的时候才会加载，这样既保证了懒加载的成果，又保障了线程平安 public static Singleton07 getInstance() { return Singleton07Instance.INSTANCE; }}优缺点阐明
- 这种形式采纳了类装载的机制来保障初始化实例时只有一个线程。
- 动态外部类形式在 Singleton 类被装载时并不会立刻实例化，而是在须要实例化时，调用
getInstance办法，才会装载 SingletonInstance 类，从而实现 Singleton 的实例化。 - 类的动态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM 帮忙咱们保障了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无奈进入的。
- 长处：防止了线程不平安，利用动态外部类特点实现提早加载，效率高。
- 论断：举荐应用。
1.9 枚举
利用实例
public class SingletonDemo08 { public static void main(String[] args) { Singleton08 instance01 = Singleton08.INSTANCE; Singleton08 instance02 = Singleton08.INSTANCE; System.out.println(instance01 == instance02); // true System.out.println("instance01 hashcode=" + instance01.hashCode()); System.out.println("instance02 hashcode=" + instance02.hashCode()); }}/** * 应用枚举的形式实现单例模式 */enum Singleton08 { INSTANCE;}优缺点阐明
- 这借助 JDK 1.5 中增加的枚举来实现单例模式，不仅能防止多线程同步问题，而且还能避免反序列化从新创立新的对象。
- 这种形式是 EffectiveJava 作者 JoshBloch 提倡的形式。
- 论断：举荐应用。
1.10 单例模式在JDK利用的源码剖析
- JDK 中，
java.lang.Runtime就是经典的单例模式(饿汉式) 代码剖析 + Debug 源码 + 代码阐明
public class Runtime { // 应用动态常量的形式实现单例模式 private static Runtime currentRuntime = new Runtime(); /** * Returns the runtime object associated with the current Java application. * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance * methods and must be invoked with respect to the current runtime object. * * @return the <code>Runtime</code> object associated with the current * Java application. */ public static Runtime getRuntime() { return currentRuntime; } /** Don't let anyone else instantiate this class */ private Runtime() {}}
1.11 单例模式注意事项和细节阐明
- 单例模式保障了零碎内存中该类只存在一个对象，节俭了系统资源，对于一些须要频繁创立销毁的对象，应用单例模式能够进步零碎性能。
- 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住应用相应的获取对象的办法，而不是应用 new。
- 单例模式应用的场景：须要频繁的进行创立和销毁的对象、创建对象时耗时过多或消耗资源过多(即：重量级对象)，但又常常用到的对象、工具类对象、频繁拜访数据库或文件的对象(比方数据源、 session 工厂等)。