单例设计模式介绍

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，这是就会使用到单例模式

单例模式有八种方式：

1) 饿汉式(静态常量)

2) 饿汉式（静态代码块）

3) 懒汉式(线程不安全)

4) 懒汉式(线程安全，同步方法)

5) 懒汉式(线程安全，同步代码块)

6) 双重检查

7) 静态内部类

8) 枚举

1.饿汉式（静态常量）

步骤如下：

1) 构造器私有化 (防止 new )

2) 类的内部创建对象

3) 向外暴露一个静态的公共方法。getInstance

4) 代码实现

package com.wang.singleton.type1;

public class SingleTonTest01 {

    public static void main(String[] args) {

        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        SingleTon instance2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
    }
}

//饿汉式
class SingleTon{
    //构造器私有化，外部不能new
    private SingleTon(){};
    //本类内部创建对象实例
    private final static SingleTon instance=new SingleTon();
    //提供一个共有的静态方法返回实例
    public static SingleTon getInstance(){
        return instance;
    }

}

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

饿汉式（静态代码块）

饿汉式（静态代码块）应用实例

package com.wang.singleton.type2;

public class SingleTonTest02 {

    public static void main(String[] args) {
        //静态代码块实现实例化
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        SingleTon instance2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
    }
}

//饿汉式
class SingleTon{
    //构造器私有化，外部不能new
    private SingleTon(){};
    private  static SingleTon instance;
    static {
        instance=new SingleTon();
    }
    //本类内部创建对象实例
    //提供一个共有的静态方法返回实例
    public static SingleTon getInstance(){
        return instance;
    }

}

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

 

懒汉式(线程不安全)

package com.wang.singleton.type3;

public class SingleTonTest03 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式1 ， 线程不安全~");
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        SingleTon instance2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
    }
}

//懒汉式
class SingleTon{
    //构造器私有化，外部不能new
    private SingleTon(){};
    private  static SingleTon instance;
    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
    //即懒汉式
    public static SingleTon getInstance(){
        if (instance==null)//会有多线程问题
            instance=new SingleTon();
        return instance;
    }

}

 

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！

 

懒汉式(synchronized 线程安全，同步方法)

package com.wang.singleton.type4;

public class SingleTonTest04 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式2 ， 线程安全");
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        SingleTon instance2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
    }
}

//懒汉式
class SingleTon{
    //构造器私有化，外部不能new
    private SingleTon(){};
    private  static SingleTon instance;
    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
    public static synchronized SingleTon getInstance(){//synchronized线程同步
        if (instance==null)
            instance=new SingleTon();
        return instance;
    }

}

 

双重检查

双重检查应用实例

package com.wang.singleton.type5;

public class SingleTonTest05 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式 ,线程安全,同步方法");
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        SingleTon instance2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
    }
}

//懒汉式
class SingleTon{
    //构造器私有化，外部不能new
    private SingleTon(){};
    private  static volatile SingleTon instance;//volatile刷新到主存
    //提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance
    //懒汉式,双重判断保证线程安全，同时解决懒加载问题
    public static synchronized   SingleTon getInstance(){
        if (instance==null)//第一次判断可以为空 进来多个线程
        {
            synchronized (SingleTon.class){//线程同步
                if (instance==null)//实例化第一次以后就不会在执行了
                {
                    instance=new SingleTon();

                }

            }

        }

        return instance;
    }

}

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

 

静态内部类

静态内部类应用实例

package com.wang.singleton.type6;

public class SingletonTest06 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式 ， 线程安全,同步方法");
        SingleTon instance = SingleTon.getInstance();
        SingleTon instance2 = SingleTon.getInstance();
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
    }
}

// 静态内部类完成， 推荐使用
class SingleTon {
    //private static volatile SingleTon instance;
    //构造器私有化
    private SingleTon() {}
    //写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 SingleTon
    private static class SingletonInstance {
        private static final SingleTon INSTANCE = new SingleTon();
    }

    //提供一个静态的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
    public static synchronized SingleTon getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

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

 

枚举

枚举应用实例

package com.wang.singleton.type7;

public class SingletonTest07 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("懒汉式 ， 线程安全,同步方法");
        SingleTon instance = SingleTon.INSTANCE;
        SingleTon instance2 = SingleTon.INSTANCE;
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
        instance.sayOK();


    }
}

enum SingleTon {
    INSTANCE;
    public void sayOK() {
        System.out.println("ok~");
    }

}

 

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