单例设计模式（Singleton），属于创建型模式，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)。
单例设计模式八种方式
- 饿汉式(静态常量)
- 饿汉式(静态代码块)
- 懒汉式(线程不安全)
- 懒汉式(线程安全，同步方法)
- 懒汉式(线程安全，同步代码块)
- 双重检查
- 静态内部类
- 枚举
饿汉式（静态常量、静态代码块）
1 | /** |
2 | * 饿汉式（静态变量） |
3 | */ |
4 | public class Singleton { |
5 | |
6 | /** |
7 | * 私有化构造函数，让外部不能进行实例化 |
8 | */ |
9 | private Singleton() { |
10 | } |
11 | |
12 | private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); |
13 | |
14 | public static Singleton getInstance() { |
15 | return INSTANCE; |
16 | } |
17 | } |
18 | |
19 | /** |
20 | * 饿汉式（静态代码块） |
21 | */ |
22 | public class Singleton { |
23 | |
24 | private Singleton() { |
25 | } |
26 | |
27 | private static final Singleton INSTANCE; |
28 | |
29 | static { |
30 | INSTANCE = new Singleton(); |
31 | } |
32 | |
33 | public static Singleton getInstance() { |
34 | return INSTANCE; |
35 | } |
36 | } |
说明
此方式比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化，避免了线程同步问题。 但在类装载的时候就完成实例化，没有达到懒加载的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。
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，但是导致类装载的原因很多种，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 就没有达到懒加载的效果，故可能造成内存浪费。
懒汉式（线程不安全）
1 | |
2 | /** |
3 | * 懒汉式（线程不安全） |
4 | */ |
5 | public class Singleton { |
6 | |
7 | /** |
8 | * 私有化构造函数，让外部不能进行实例化 |
9 | */ |
10 | private Singleton() { |
11 | } |
12 | |
13 | private static Singleton instance; |
14 | |
15 | /** |
16 | * 当调用到该方法时，才去创建实例 |
17 | */ |
18 | public static Singleton getInstance() { |
19 | if (instance == null) { |
20 | instance = new Singleton(); |
21 | } |
22 | return instance; |
23 | } |
24 | |
25 | } |
说明
此方式虽然起到了懒加载的效果，但是只能在单线程下使用。如果在多线程下，一个线程进入了 if (instance == null) 判断语句，还没有来得及往下执行，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。在实际开发中，也不要使用这这种方式。
懒汉式（线程安全-同步方法）
1 | /** |
2 | * 懒汉式（线程安全， 同步方法） |
3 | */ |
4 | public class Singleton { |
5 | |
6 | /** |
7 | * 私有化构造函数，让外部不能进行实例化 |
8 | */ |
9 | private Singleton() { |
10 | } |
11 | |
12 | private static Singleton instance; |
13 | |
14 | /** |
15 | * 在方法上加入同步处理 synchronized 关键字，解决线程安全问题 |
16 | */ |
17 | public static synchronized Singleton getInstance() { |
18 | if (instance == null) { |
19 | instance = new Singleton(); |
20 | } |
21 | return instance; |
22 | } |
23 | |
24 | } |
说明
此方式解决了线程安全问题，但是效率太低了，每个线程在获得类的实例时候，执行 getInstance 方法都要进行同步，而这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面要获得该类实例，直接返回就行了。在实际开发中，不推荐使用这种方式。
懒汉式（线程安全， 同步代码块）
1 | |
2 | /** |
3 | * 懒汉式（线程安全， 同步代码块） |
4 | */ |
5 | public class Singleton { |
6 | |
7 | /** |
8 | * 私有化构造函数，让外部不能进行实例化 |
9 | */ |
10 | private Singleton() { |
11 | } |
12 | |
13 | private volatile static Singleton instance; |
14 | |
15 | /** |
16 | * 加入同步处理 synchronized 关键字，解决线程安全问题 |
17 | */ |
18 | public static Singleton getInstance() { |
19 | if (instance == null) { |
20 | synchronized (Singleton.class) { |
21 | instance = new Singleton(); |
22 | } |
23 | } |
24 | return instance; |
25 | } |
26 | } |
说明
此方式，是对懒汉式（同步方法）的单例模式进行改进，解决效率低的问题，但是这种同步代码块的方式并不能起到线程同步的作用。假如一个线程进入了 if (instance == nul) 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。
懒汉式（双重检查）
1 | /** |
2 | * 懒汉式（双重检查） |
3 | */ |
4 | public class Singleton { |
5 | |
6 | /** |
7 | * 私有化构造函数，让外部不能进行实例化 |
8 | */ |
9 | private Singleton() { |
10 | } |
11 | |
12 | /** |
13 | * 使用 volatile 修饰，让修改值立即更新到主存，保证变量的一致性 |
14 | */ |
15 | private volatile static Singleton instance; |
16 | |
17 | /** |
18 | * 加入同步处理 synchronized 关键字，解决线程安全问题 |
19 | */ |
20 | public static Singleton getInstance() { |
21 | if (instance == null) { |
22 | synchronized (Singleton.class) { |
23 | if (instance == null) { |
24 | instance = new Singleton(); |
25 | } |
26 | } |
27 | } |
28 | return instance; |
29 | } |
30 | |
31 | } |
说明
双重检查概念是多线程开发中常使用到的，此段代码中进行了两次 if (instance== null) 检查，这样就可以保证线程安全了。同时，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断 if (instance== nll)，直接返回实例化对象，也避免了反复进行方法同步。所以这种方式既解决了线程安全问题，也解决了懒加载问题，同时保证了效率。
静态内部类方式
静态内部类在它的外部类被装载时并不会被装载，只有在被调用时才会被装载，而且只会被装载一次，在装载时线程是安全的。它既保证了懒加载，也保证了线程安全，所以静态内部类也是一种实现单例模式很好的方式。
1 | public class Singleton { |
2 | |
3 | private Singleton() { |
4 | } |
5 | |
6 | private static class SingletonInstance { |
7 | private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); |
8 | } |
9 | |
10 | public static Singleton getInstance() { |
11 | return SingletonInstance.INSTANCE; |
12 | } |
13 | } |
说明
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。
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。静态内部类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，并且 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。
枚举
1 | |
2 | public enum Singleton1 { |
3 | // 一个属性，保证是单例 |
4 | INSTANCE |
5 | |
6 | } |
说明
使用枚举实现单例模式，不仅可以避免多线程问题，而且还能防止反序列化重新创建对象。这种方式是《Effective Java》作者提倡的方式。
小结
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
要频繁创建和销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。当需要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 的方式。
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)。